PBS와 DPBS의 차이점은? 세포배양에서 DPBS를 사용하는 이유

 

 

세포배양을 처음 시작하면 PBS와 DPBS를 거의 매일 사용하게 돼요. 그런데 막상 두 용액의 차이를 물어보면 "DPBS가 세포배양용 아닌가요?" 정도로만 알고 있는 경우가 많죠.

실제로 연구실 냉장고를 열어보면 PBS, DPBS(+/+), DPBS(-/-)가 모두 들어있는 경우도 흔해요. 비슷한 이름 때문에 아무거나 사용해도 될 것 같지만, 상황에 따라서는 실험 결과에 영향을 줄 수도 있어요.

 

오늘은 PBS와 DPBS의 차이점, 그리고 세포배양 실험에서 각각 언제 사용하는지 정리해보려고 해요.

 

PBS란 무엇일까?

 

PBS는 Phosphate Buffered Saline의 약자예요.

생명과학 연구실에서 가장 널리 사용되는 buffer 중 하나죠.

기본적으로 다음과 같은 성분으로 구성되어 있어요.

Sodium chloride (NaCl)
Potassium chloride (KCl)
Sodium phosphate
Potassium phosphate

이 성분들은 세포 내부와 비슷한 삼투압(osmolarity)과 pH를 유지하도록 설계되어 있어요.

쉽게 말하면 세포를 잠시 담가두거나 씻어낼 때 세포가 터지거나 쪼그라들지 않도록 만들어진 용액이라고 생각하면 돼요.

그래서 PBS는 실험실에서 정말 다양한 용도로 사용돼요.

세포 세척
항체 희석
단백질 실험
면역염색
분자생물학 실험

거의 만능 buffer라고 해도 과언이 아니죠.

 

왜 PBS가 필요한 걸까?

만약 세포를 증류수에 넣는다면 어떻게 될까요?

세포 안쪽의 염 농도가 더 높기 때문에 물이 세포 안으로 들어오면서 세포가 팽창하게 돼요.

심한 경우 세포가 터질 수도 있죠.

반대로 너무 높은 염 농도의 용액에 넣으면 세포가 수축하게 돼요.

PBS는 이러한 문제를 방지하기 위해 세포와 비슷한 삼투압을 유지하도록 만들어졌어요.

또한 phosphate buffer가 포함되어 있기 때문에 pH 변화도 최소화할 수 있어요.

 

DPBS는 PBS와 무엇이 다를까?

 

 

DPBS는 Dulbecco's Phosphate Buffered Saline의 약자예요.

기본 구조는 PBS와 거의 동일해요.

하지만 세포배양을 위해 몇 가지 성분이 추가될 수 있다는 점이 가장 큰 차이예요.

대표적으로

Calcium chloride (CaCl₂)
Magnesium chloride (MgCl₂)

가 포함될 수 있어요.

제품에 따라서는 glucose가 포함된 경우도 있어요.

그래서 DPBS는 PBS보다 세포가 존재하는 환경을 조금 더 잘 모방한 buffer라고 볼 수 있어요.

 

Calcium과 Magnesium이 중요한 이유

초보 연구자들이 가장 많이 헷갈리는 부분이 바로 여기예요.

Ca²⁺와 Mg²⁺는 단순한 염이 아니라 세포 기능에 중요한 역할을 하는 이온이에요.

특히

세포 부착(cell adhesion)
세포 신호전달(signal transduction)
세포 성장
효소 활성

에 관여하죠.

그래서 세포를 배양하는 과정에서는 이러한 이온이 존재하는 것이 유리한 경우가 많아요.

실제로 세포들이 배양 접시에 잘 붙어 있도록 유지하는 데도 도움을 줄 수 있어요.

 

DPBS(+/+)와 DPBS(-/-)는 또 뭘까?

제품을 보면 종종

DPBS with Calcium and Magnesium

또는

DPBS without Calcium and Magnesium

이라고 적혀 있어요.

연구실에서는 보통

DPBS(+/+)
DPBS(-/-)

라고 부르죠.

여기서 +/+는 Calcium과 Magnesium이 포함되어 있다는 뜻이고,

-/-는 둘 다 없다는 의미예요.

 

Trypsin 처리할 때는 왜 DPBS(-/-)를 사용할까?

세포배양을 하다 보면 계대배양(passaging)을 위해 trypsin을 사용하게 돼요.

이때 대부분의 프로토콜에서는 DPBS(-/-)로 먼저 세포를 씻으라고 되어 있어요.

이유는 간단해요.

Calcium과 Magnesium은 세포 부착을 도와주는 역할을 해요.

반면 trypsin은 세포를 배양 접시에서 떼어내는 역할을 하죠.

즉 서로 반대 방향으로 작용하는 셈이에요.

만약 Calcium과 Magnesium이 존재하면 trypsin 효율이 떨어질 수 있어요.

그래서 계대배양 전 세척에는 보통 DPBS(-/-)를 사용하게 돼요.

세포배양을 오래 해본 사람이라면 "PBS 씻고 Trypsin 처리"라는 과정을 수도 없이 반복해봤을 거예요.

 

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세포 세척에는 PBS를 써도 될까?

정답은 대부분의 경우 "가능하다"예요.

실제로 많은 연구실에서 PBS를 사용해 세포를 세척해요.

특히 짧은 시간 동안 세포를 씻는 용도라면 PBS와 DPBS의 차이가 크게 나타나지 않는 경우가 많아요.

하지만 세포를 오랜 시간 buffer 안에 보관하거나 민감한 세포주를 다루는 경우에는 DPBS를 선호하는 연구실도 있어요.

세포 생존율이나 스트레스를 조금이라도 줄이기 위해서죠.

 

실험실에서 어떻게 선택하면 될까?

일반적으로는 다음과 같이 생각하면 편해요.

면역염색이나 단백질 실험, 항체 희석 등 일반적인 buffer 용도라면 PBS로 충분한 경우가 많아요.

반면 세포배양과 직접 관련된 작업이라면 DPBS를 사용하는 경우가 많아요.

특히 세포를 장시간 다루거나 세포 상태가 중요한 실험에서는 DPBS가 선호돼요.

또한 계대배양을 위한 trypsin 처리 전 세척이라면 대부분 DPBS(-/-)를 사용하게 돼요.


PBS와 DPBS는 이름도 비슷하고 기본 조성도 매우 유사하지만, 세포배양이라는 관점에서 보면 분명한 차이가 있어요. PBS가 범용 buffer라면, DPBS는 세포가 존재하는 환경을 조금 더 고려해 설계된 세포배양용 buffer라고 볼 수 있죠.

 

실험실에서는 습관적으로 사용하다 보니 차이를 잊기 쉽지만, Calcium과 Magnesium의 유무에 따라 세포 부착이나 trypsin 처리 효율이 달라질 수 있어요. 앞으로 실험 프로토콜에 PBS 대신 DPBS가 적혀 있다면 세포 상태를 고려한 선택이라는 점을 떠올려보면 좋을 것 같아요.