실험 시험 #2: 세포 생물학 실험
이 실험 시험은 3과제로 구성된다.
과제1: 효소의 활성도 측정(16점)
과제2: 크로마토그래피와 전기영동을 이용한 단백질의 분리(11점)
과제3: 단일 면역 확산법을 사용한 항원 분석(13점)
총 점수: 40
시험시간: 90분
일반적인 지시사항
실험을 시작하기 전에 먼저 문제를 읽도록 권고한다.
학생들은 각 과제와 질문에 할당된 점수에 따라 시간을 분배하는 것이 좋다.
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중요
모든 답은 답지에 기록해야 한다.
답지의 모든 페이지의 상단에 3자리수 수험번호를 쓰고 해당 원에 표시하였는지 확인하시오.
답지에 답을 표시할 때 제공된 연필을 반드시 사용하시오.
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과제1: 종류별 백혈구 수 측정
요구사항
이 과제에서 당신은 백혈구 수를 종류별로 측정하고, 세 가지 부가 질문에 답해야 한다.
재료와 장치
1. 쌍안 광학현미경-10배, 40배, 100배(오일 에멀젼) 대물렌즈와 10배 접안렌즈 포함
2. 현미경의 오일에멀젼 렌즈
3. 오일 에멀전 현미경용 오일
4. 세포 성숙을 나타내는 차트(주어진 혈구 종류 차트)
5. 도말된 혈액(라이트 염색)
과정
라이트 염색액으로 염색한 혈액 도말 샘플을 당신에게 줄 것이다. 라이트 염색액은 혈액 도말 샘플을 염색하는 표준 용액이다. 이 혈액 필름은 지속적으로 기침을 하고 열이 있는 환자에게서 얻은 것이다. 환자는 남자 성인이고 전체 백혈구 수(WCC)는 15.0×109/L이다. 백혈구를 종류별로 나누어 수를 측정하고 결과를 제공한 표에 기록하라. 혈구 종류 차트를 이용하면 백혈구 종류를 구분하는데 도움이 될 것이다.
종류별 백혈구 수 측정 방법
(ⅰ) 100배 오일 에멀젼 대물렌즈를 사용해야 한다. 10배의 대물렌즈에서 초점을 맞추시오.
슬라이드 위에 오일 한 방울을 떨어뜨리고 대물렌즈 회전판을 돌려서 100배 대물렌즈가 오일에 닿도록 한 다음 초점을 맞추시오.
(ⅱ) 그림 1a에 나타난 것과 같이 길게 도말된 혈액 필름의 꼬리 끝에서 머리 쪽으로 가면서 드문드문 나타나는 백혈구를 합이 100개가 될 때까지 세면서 각 종류별로 백혈구의 수를 기록하라.
(ⅲ) 도말한 것의 옆쪽 끝은 피해서 관찰한다. 도말한 두께 때문에 한 겹으로 늘어선 백혈구 100개를 세기가 어려우며, 세포를 동정하기도 어렵다. 이런 상황이 발생하면, 그림 1b에서 제시한 것처럼 다시 혈액 필름의 꼬리부터 머리 쪽으로 가면서 백혈구 수를 100개까지 세면서 분류한다.
(ⅳ) 종류별로 측정한 백혈구 수를 답안지(Table1)에 쓰시오. 결과를 백분율(%)로 표시한다는 점에 유의하고, 종류별 측정치의 합은 100%가 되어야 한다. 답안의 예는 Figure1에 나타냈다.
FIGURES 1a and 1b
FIGURE 1c: 종류별 백혈구 수를 측정한 결과 예
|
LEUCOCYTES |
% |
Absolute count (109/L) |
|
Neutrophils 중성백혈구 |
60 |
6.0 |
|
Lymphocytes 림프구 |
30 |
3.0 |
|
Monocytes 단핵구 |
8 |
0.8 |
|
Eosinophils 산성백혈구 |
2 |
0.2 |
|
Basophils 염기성 백혈구 |
0 |
0 |
|
Total 총 합 |
100 |
10 |
TABLE 1:종류별 백혈구 수를 측정한 결과
|
Type of leucocyte |
Occurrence (%) |
Absolute count (109/L) |
Reference Range (109/L) |
|
Neutrophils – 중성백혈구 |
|
|
2.0 ‐ 7.5 |
|
Lymphocytes (림프구) |
|
|
1.5 – 4.0 |
|
Monocytes (단핵구) |
|
|
0.2 – 0.8 |
|
Eosinophils (산성 백혈구) |
|
|
0.04 ‐ 0.4 |
|
Basophils (염기성 백혈구) |
|
|
0.0.‐ 0.1 |
|
Total WCC (전체 백혈구) |
|
15.0 |
4.0 ‐ 10.0 |
결과를 답안지에 적어 넣으시오.(14점)
문제
P2.T1.1 종류별 백혈구 수를 좀 더 정확하게 측정하기 위해서 어떻게 해야 할까?(1점)
A. 50개의 세포를 측정한다.
B. 200개의 세포를 측정한다.
C. 쉽게 동정할 수 있는 세포만을 확인한다.
D. 40배의 대물렌즈만을 사용한다.
E. 각 현미경 시야에 나타난 모든 적혈구를 측정한다.
P2.T1.2 종류별로 백혈구 수를 측정한 후에, 각 백혈구의 백분율에서 절대값을 계산하는 것이 중요하다. 다음의 어떤 요인 때문인가?(1점)
A. 절대값이 빈혈인지를 나타낸다.
B. 백분율은 감염 종류에 따라 변화하지 않는다.
C. 각 백혈구의 참고 범위(정상범위)를 결정할 수 있다.
D. 백혈구 수는 혈액 도말한 것에서 타당하게 측정할 수 있다.
E. 위의 답이 모두 옳다.
과제2: 혈액형 분석
배경
컬럼 혈액 응집 반응 카드를 이용해서 개개인의 ABO식 혈액형과 Rh식 혈액형을 조사한다.
재료 및 기구
1. 12개의 컬럼 혈액 응집 카드 이미지. 열 개에는 환자의 식별 번호가 표시되어 있다.
2. 컬럼 혈액 응집 반응 카드의 두 예(주어짐)
실행 방법 및 조건
각각에 공유한 환자 식별 번호가 있는 열 개의 혈액 응집 반응 카드의 이미지가 주어진다. 각 환자의 ABO 혈액형과 RhD 혈액형을 해석해서 답안지에 있는 표에 그 결과를 기록하여야 한다. ABO 혈액형 반응표는 그림 2에, Rh혈액형 반응표는 그림 3에 주어져 있는 것을 이용하시오.
D-항원을 가지고 있는 사람은 Rh+로, D-항원을 가지고 있지 않는 사람은 Rh-로 표시한다.
혈액형 구분을 위한 컬럼 응집 반응 카드에 관한 주요 정보
▷이 카드는 컬럼 응집 원리를 이용한 것이다. 세포와 항체가 반응하면 세포가 응집되어 컬럼에 걸리게 된다.
▷컬럼에는 항A, 항B 등의 항혈청이 주어질 수 있으며, control의 경우에는 항혈청이 없다.
▷컬럼은 작은 구멍의 유리로 이루어져 있어 한 개의 적혈구는 통과하지만, 응집된 세포들은 걸려서 통과하지 못한다.
▷컬럼의 위쪽에 적혈구가 걸려있으면 양성반응이다.
▷컬럼에 적혈구가 걸리지 않고 빠져나가서 아래쪽에 모이면 음성 반응이다.
▷카드에 있는 컬럼은 왼쪽에서 오른쪽으로 각각 환자 세포에서 항A혈청을 첨가한 것, 환자 세포에 항B 혈청을 첨가한 것, 환자 혈청에 항D혈청을 첨가한 것, control, 환자 혈청에 A1 세포(반응이 강하게 나타나는 A세포)를 첨가한 것, 환자 혈청에 B 세포를 첨가한 것이다.
▷control은 자연적인 응집 정도를 확인하기 위해서 세포만을 넣은 것이다. 만일 응집이 일어난다면 모든 실험 결과는 이용할 수 없게 된다.
▷이용 가능한 카드에서는 control 컬럼은 음성 반응이어야 한다.
▷이용할 수 없는 카드의 경우에는 ABO 혈액형에 INVALID 라고 쓰시오.
표 2에 써 넣은 결과를 답안지에 모두 옮겨 쓰는 것을 잊지 마시오.
그림2: ABO 혈액형 반응표
|
PHENOTYPE 혈액형 |
Anti‐A 항A |
Anti‐B 항B |
A1Cells A1세포 |
B Cells B세포 |
|
A |
POS |
NEG |
NEG |
POS |
|
B |
NEG |
POS |
POS |
NEG |
|
AB |
POS |
POS |
NEG |
NEG |
|
O |
NEG |
NEG |
POS |
POS |
POS: 양성, NEG: 음성
그림3: Rh D 혈액형 반응표
|
Rh Phenotype |
Anti‐D |
|
Rh POS (Rh+) |
POS |
|
Rh NEG (Rh-) |
NEG |
표2: 환자 혈액형 결과
|
환자 번호 |
RESULTS – POS or NEG |
ABO blood group |
Rh D |
|||||
|
anti-A 항A |
anti-B 항B |
anti-D 항D |
Control |
A1 cells A1세포 |
B cells B세포 |
|||
|
P 942715 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 945857 |
|
|
|
|
|
|
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|
|
P 942675 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 974199 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 926723 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 976348 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 923413 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 981342 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 917300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 981398 |
|
|
|
|
|
|
|
|
각 환자의 혈액형 결과를 모두 답안지에 옮겨 쓰시오.(8점)
문제
P2.T2.1 어떤 사람의 혈액형이 O Rh+라면 다음 중 어떤 ABO 항원이 적혈구 세포에 존재하겠는가?(1점)
A. A항원만
B. B항원만
C. A항원, B항원 모두
D. A항원, B항원 모두 존재하지 않는다.
E. A1항원
P2.T2.2 혈액형 A Rh- 인 사람은 어떤 ABO 항체를 가지겠는가?(1점)
A. 항 B
B. 항 A
C. 항 A, B
D. 항 H
E. 없음
P2.T2.3 과제2에서 기록한 혈액형 반응에 기초하면 어떤 환자가 수혈을 받았을 가능성이 가장 높겠는가?(1점)
|
A. P 942715 |
F. P 976348 |
|
B. P 945857 |
G. P 923413 |
|
C. P 942675 |
H. P 981342 |
|
D. P 974199 |
I. P 917300 |
|
E. P 926723 |
J. P 981398 |
과제3: 단일 면역 확산법을 사용한 항원 분석
배경 설명
단일 면역 확산법(SRID)는 혈액 내 면역글로불린의 농도를 측정하는데 사용되는 방법으로, 이 경우는 면역글로불린이 항원이 된다. 그 기본원리는 농도를 알고 있는 면역글로불린을 인지하는 항체가 골고루 섞인 아가로즈 젤 위에 구멍(well)을 내고 여기에 항원, 즉 면역 글로불린들을 넣어 준 뒤 확산해 나가도록 놓아두는 것이다. 항원이 항체와 동일한 양으로 만나는 곳에는 침전에 의한 곡선이 생기는데, 구멍에서 이 침전선까지의 거리를 나타내는 값의 제곱(D2)은 항원 즉 면역글로불린의 농도에 비례한다.
D2과 항원 농도의 관계를 standard curve로 그리면 이 그래프를 통해서 그 농도를 알지 못하는 시료 속의 항원 농도를 추정할 수 있다.
대개의 경우 세 개 정도의 값만 있으면 standard curve를 그리기에 충분하다.
이번 과제에서는 두 가지 종류의 면역 글로불린, 즉 IgG와 IgA에 대한 standard curve를 그린 뒤, 두 명의 환자로부터 채취한 혈액 속에 들어 있는 이 두가지 면역 글로불린 양을 측정하기로 한다. 이 부분과 관련해서 세 개의 질문이 주어지게 될 것이다.
해야할 일
IgG, IgA 각각에 대한 두 개의 std. curve를 그리고, 이 그래프로부터 두 명의 환자 혈액 속에 들어 있는 IgG와 IgA의 양을 알아낸다.
재료와 기구
1. 농도를 알고 있는 standard와 농도를 모르는 혈청이 확산된 두 개의 SRID plate(IgG 용과 IgA용)
2. 측정에 필요한 자
3. 그래프용지
방법
각 학생마다 두 개의 SRID plate가 주어진다. 이 각각의 plate에는 여러 가지 농도의 Ig와 대조용 혈청(control serum), 그리고 환자의 혈청이 각각 구멍에 넣어졌고, 충분한 시간 동안 놓아두어서 확산이 완전히 끝난 상태이다.
각 plate 마다 standard, 대조혈청, 그리고 환자 혈청에 의해 생겨난 침전곡선까지의 거리를 주어진 자로 측정한다. (힌트: plate를 자 위에 올려놓고 구멍의 중앙과 자의 중앙선을 잘 맞출 것) 침전선의 바깥쪽이 자에 표시된 바깥쪽 두 줄과 모두 만나는 지점까지 plate를 움직여간다. 0.1㎜의 단위까지 눈금을 읽으시오.
이를 주어진 표에 기록한다.
세 standard 면역 글로불린에 의하여 생긴 침전곡선까지의 거리제곱(D2)과 해당 standard의 Ig 농도를 주어진 그래프에 그린다. 면역글로불린 농도는 X축에 D2은 Y축에 그린다. 세 점에서 가장 가까운 직선을 그린다.(힌트: y 절편이 10㎟과 12㎟사이에 들어와야 함)
환자의 혈청 속에 들어 있는 IgG와 IgA의 양은 앞에서 얻은 standard curve를 통해서 알아낸 뒤 이를 답안지에 적는다.
뒤에 세 가지 질문이 주어질 것임.
표3. IgG plate의 결과 (5점)
|
Well Number |
Description (재료종류) |
IgG Concentration (g/L)농도 |
Diameter (D) (mm)거리 |
D2 (mm2) |
|
4 |
Standard 1 |
2.9 |
|
|
|
3 |
Standard 2 |
9.2 |
|
|
|
2 |
Standard 3 |
17.6 |
|
|
|
8 |
Control |
14.1 |
|
|
|
10 |
Patient A |
|
|
|
A 환자 혈청의 IgG 농도는 g/L
이 수치를 답안지에 옮겨 적을 것.
표4. IgA plate의 결과 (5점)
|
Well Number |
Description |
IgA Concentration (g/L) |
Diameter (D) (mm) |
D2 (mm2) |
|
4 |
Standard 1 |
1.20 |
|
|
|
3 |
Standard 2 |
3.55 |
|
|
|
2 |
Standard 3 |
5.55 |
|
|
|
8 |
Control |
2.85 |
|
|
|
10 |
Patient B |
|
|
|
|
11 |
Patient B (1/4 dilution) 4배로 희석함 |
|
|
|
B 환자 혈청의 IgA 농도는 g/L
이 수치를 답안지에 옮겨 적을 것.
문제
P2.T3.1 이 실험의 standard curve가 원점을 지나가지 않는 이유는? (1점)
A. 이 실험이 낮은 농도의 항체를 측정하는 데만 적합하기 때문이다.
B. 이 실험이 낮은 농도의 항원을 측정하는 데만 적합하기 때문이다.
C. 구멍 자체의 지름 때문에 에러가 생긴다.
D. 확산이 끝나기를 기다리는 동안 젤이 부풀어서 그렇다.
E. 시료를 구멍에 집어넣는 과정에서 젤이 변형되었기 때문이다.
P2.T3.2 만일 세 개의 standard가 스무드 하게 직선으로 연결되지 않는다면 그 이유는 무엇일까? (1점)
A. 시료 중 하나를 빼먹었기 때문이다.
B. 젤이 완전히 투명하지 않아서이다.
C. 환자의 혈청이 너무 희석되었다.
D. 환자의 혈청이 너무 진하다.
E. 확산이 아직 끝나지 않았기 때문이다.
P2.T3.3 이 실험방법의 정확도를 높이려면 어떻게 해야 할까? (1점)
A. 더 두꺼운 젤을 사용한다.
B. 농도가 더 높은 항체를 사용한다.
C. 젤을 건조 오븐에서 37도로 가열한다.
D. 항체의 농도를 재조정한다.
E. 맞는 답 없음.
Practical 2. 정답
|
문제 번호 |
|
정답 |
배점 |
채점유의사항 |
|
P2.Table |
% Occurance |
|
|
|
|
|
중성백혈구 |
60~80 |
2.5 |
범위 내 속하는 값이면 정답 |
|
|
림프구 |
12~33 |
2.5 |
|
|
|
단핵구 |
1~10 |
2.5 |
|
|
|
산성백혈구 |
0~8 |
2.5 |
|
|
|
염기성백혈구 |
0~6 |
2.5 |
|
|
|
절대치(Absolute count) |
|
|
|
|
|
중성백혈구 |
9~12 |
0.3 |
범위 내 속하는 값이면 정답 |
|
|
림프구 |
1.8~4.95 |
0.3 |
|
|
|
단핵구 |
0.15~1.5 |
0.3 |
|
|
|
산성백혈구 |
0~1.2 |
0.3 |
|
|
|
염기성백혈구 |
0~0.9 |
0.3 |
|
|
P2.T1.1 |
|
B |
1 |
|
|
P2.T1.2 |
|
C |
1 |
|
|
Task 2 |
P924715 P945857 P942675 P974199 P926723 P976348 P923413 P981342 P917300 P981398 |
B PoS A Neg Invalid AB Pos A Pos B Neg Invalid Invalid O Neg A Pos |
0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 |
|
|
P2.T2.1 |
|
D |
1 |
|
|
P2.T2.2 |
|
A |
1 |
|
|
P2.T2.3 |
|
G |
1 |
|
|
Task3 |
환자의 Ig G 농도 환자의 Ig A 농도 |
10.2~11.3 6.5~8.1 |
5 5 |
범위 내 속하는 값이면 정답 |
|
P2.T3.1 |
|
C |
1 |
|
|
P2.T3.2 |
|
E |
1 |
|
|
P2.T3.3 |
|
D |
1 |
|
Practical 2 총점: 40점