배우고 느낀 점(지적 호기심, 창의력이나 문제 해결력의 경험)

개별 추가 조사 내용 중심

동아리에서 여러 실험 활동들을 하며 이론만 익히는 것이 아닌 실제 실험으로 내 경험을 쌓을 수 있었고 이론으로 접했을 때와는 다른 시행착오를 겪으며 문제를 해결해나가는 능력을 가질 수 있게 되었다. 실험 내용과 관련하여 내가 들었던 호기심을 추가 탐구를 통해서 더 나아가 실험을 진행해보고싶다.

이번 실험을 통해 이온의 교화반응이 분자 간 연결을 통해 3차원 네트워크 구조를 형성한다는 것을 새로 알게 되었다. 또한, 알지네이트 비드의 이러한 특성을 약물 전달 시스템에 응용할 수 있다는 것을 배웠다.

혈당 관련 실험에서는 혈당 측정을 통해 식단과 운동이 혈당에 미치는 영향을 조사했습니다. 공복 상태에서 혈당을 측정한 후, 탄수화물 위주의 식사를 하거나 가벼운 운동을 진행한 뒤 다시 혈당을 측정하는 방식으로 진행되었습니다. 실험 과정 중 예상치 못한 변수가 생겼을 때, 부원들과 협력하여 해결 방안을 찾는 데 창의력을 발휘했습니다. 예를 들어, 일부 측정값이 비정상적으로 나왔을 때, 혈당 변화의 원인을 분석하기 위해 추가 실험을 설계하고, 결과를 논리적으로 정리해 정확한 결론에 도달했습니다. 추가 조사를 통해 혈당이 단순히 당뇨병 환자만의 문제가 아니라, 모두가 관리해야 할 중요한 건강 지표임을 알게 되었습니다. 혈당은 식사와 운동의 영향을 강하게 받으며, 생활 습관의 작은 변화로도 크게 개선될 수 있다는 사실을 배웠습니다. 특히, 당뇨병과 같은 만성 질환은 방치될 경우 심각한 합병증을 초래하므로 조기 진단과 관리가 중요하다는 점을 확인했습니다. 이 실험은 단순한 과학적 탐구를 넘어 문제 해결력과 창의력을 통해 건강 문제를 분석하고, 실질적인 관리 방안을 도출할 수 있는 좋은 경험이었습니다. 또한, 건강과 복지라는 제 진로 관심사와도 깊이 연결되어 있습니다. 실험을 통해 얻은 지식과 경험은 개인의 건강을 넘어, 지역 사회나 더 나아가 복지 체계에서 혈당 관리의 중요성을 알리는 데 활용될 수 있다고 느꼈습니다.이번 경험은 건강한 생활 습관이 단순히 개인의 선택에 그치지 않고, 사회 전반의 복지 향상으로 이어질 수 있다는 가능성을 보여주었습니다. 이는 제가 건강과 복지 분야에서의 진로를 더욱 확고히 다지는 계기가 되었고, 앞으로도 창의력과 문제 해결력을 바탕으로 사람들의 삶의 질을 높이는 데 기여하고 싶다는 의지를 갖게 했습니다.

에스터화 반응은 살리실산(C₇H₆O₃)의 페놀성 -OH그룹(벤젠 고리에 붙어있는 하이드록시기)이 아세트산 무수물((CH₃CO)₂O)의 아세틸기 (-COCH3)와 반응하여 에스터 결합 (-COO-)이 형성된다. 이때 부생성물로 아세트산이 생성된다. 이때 황산 또는 인산은 에스터화가 효율적으로 진행되도록 돕는 촉매 역할을 한다.

*반응식

C₇H₆O₃ + (CH₃CO)₂O → C₉H₈O₄ + CH₃COOH

혈액에서 genomic dna를 채취함. 이후 채취한 디엔에이를 분석하는 방법으로 전기영동에 대해 궁금증을 갖고, 알아보고 싶다고 생각함. (->이후 위를 동기로 전기영동 관련 예비 과학자의 날 행사를 했습니다!!)

혈당 관련해서 과자, 젤리, 초콜릿 중 어떤 음식이 빈 속에 가장 혈당을 높게 올리는지 알아보기 위해 실험을 설계하고, 젤리는 세 식품 중 가장 단순당의 비율이 높다는 점에서 가장 혈당이 급격히 오를 것이라는 가설을 세움. 실험 후 젤리가 가장 혈당이 높게 올라갔다는 결과를 도출하고, 이후 관련된 추가 실험을 탐구하고 싶다고 생각하게 됨 (->이후 위 실험을 동기로 학년특색활동 혈당 관련 실험을 했습니다!!)

러닝머신 AI로 혈구 종류를 분석하는 프로그램을 직접 학습시키고, 혈액 채취, 도말 후 염색한 뒤 자신의 피 속 혈구를 분류해봄. 혈구 분류 같은 반복적인 작업을 AI가 정확하게 처리해줌으로써 연구자는 자신의 연구에 더 집중할 수 있게 도와준다는 점에서 AI의 유용성을 느낌 .

알지네이트 비드 실험 후 그럼 정신과 약은 뇌 혈관 벽을 통과하는데 어떤 약물 전달 시스템이 사용되는 걸까 궁금해서 찾아본 후 부원들 앞에 발표함. 리포좀과 LNP 사용 두 방식을 비교하고 이해하기 쉽게 실제 약으로 예시를 듦. 리포좀은 인지질 이중층으로 되어있어 수용성 물질만 전달가능하고 체내 순환 시간이 짧으나 LNP는 다양한 지질 성분으로 되어있고 단층이라서 체내 순환 시간도 길고, 약물과 전달체가 단단하게 결합함을 알게 됨. 리포좀은 생체 안정성이 좀 더 높고, 약물이 지속적으로 방출되게 할 수 있고 LNP는 mRNA 백신에 특화되는 등 각자의 장점이 달라서 쓰이는 곳도 다름.

정기적으로 재능기부 봉사활동을 다니면서 아이들에게 과학 키트로 원리 설명 및 실험 진행 역할을 맡음.

1년 동안 실험한 것 중 가장 기억에 남는 실험은 DNA 추출 실험이다. 실험 진행 과정은 먼저 용혈액을 사용하여 적혈구를 파괴하고, 백혈구에서 DNA를 분리하는 것으로 시작된다. 그 후, 계면활성제와 같은 용액을 첨가해 단백질을 분해한 후, 염화나트륨과 차가운 이소프로판올을 더해 DNA를 침전시킨다. 침전된 DNA는 에탄올로 세척하여 불순물을 제거하고, 증류수에 녹여 보관할 수 있다. 또한 이 실험은 전기 영동기를 활용하여 추출한 DNA의 크기와 순도에 따라 분리되는 모습을 직접 관찰할 수 있는 기회이기도 했다. 이를 통해 DNA가 세포 내 핵 속에 존재하고, 적절한 화학반응을 통해 분리하고 분석할 수 있다는 것을 이해하게 되었다.

DNA는 눈에 보이지 않는 작은 물질이지만, 과학적인 방법을 통해 그 존재를 확인하고 증명할 수 있다는 점이 매우 흥미롭게 다가왔다. 또한 이러한 기술들이 법의학, 의료, 유전자 연구, 종 보존, 생물학적 연구, 농업 및 식물 연구, 심지어 진화 연구 등 다양한 분야에서도 사용되고 있다는 사실을 알게 되어, DNA 추출의 실제적 응용 가능성에 대해 많은 생각을 하게 되었다.

이러한 실험을 통해 과학의 깊이를 좀 더 이해하게 되었고, 협력의 중요성, 그리고 직접 실험을 해볼 수 있었다는 점에서 매우 값진 경험이었다. 또한 이러한 경험을 바탕으로, 미래의 연구와 과학 분야에 대한 흥미와 관심을 더욱 확고히 다지게 되었다.

알지네이트 비드 만들기 실험을 하고 알지네이트비드를 약물전달 시스템에 왜 이용하는지, 약물전달시스템에만 사용하는지에 대한 호기심이 생겼다. 그래서 알지네이트비드의 장점과 활용 예시에 대한 조사를 하고 동아리 시간에 발표를 하였다. 이러한 탐구활동을 하며 알지네이트 비드가 다양하게 사용되고 있다는 사실을 알게되었다. 알지네이트비드는 수질 정화와 같은 분야에서도 긍정적인 영향을 끼치고 있지만 그중에서도 특히 약학분야에서 알지네이트 비드의 장점 중 하나인 안전성을 더 극대화 시킨다면 약학의 발전에 있어서 매우 긍정적인 영향을 끼칠 것이라고 생각했다.

실제로 미국 보스턴 의과대학의 마이클 울프 박사는 아스피린과 그 계열약품의 부작용으로 매년 미국에서만 16,000명이 사망한다고 미국의 의약전문지인 뉴잉글랜드 저널오브 메디신 최신호에 발표했다.울프 박사는 이 때문에 아스피린계열 약품의 부작용은 조용한 전염병이 되고 있다면서 희생자는 미국 내에서 에이즈로 인한 사망자 숫자와 비슷한 사망원인 15위에 해당한다고 말했다고한다. (자료출처: KBS뉴스-<아스피린계 악품 부작용으로, 매년 16,000여명 사망하고 있다는 연구결과 나와>)

이러한 부작용들 때문에 최근에는 아스피린에 PPI(프로톤 펌프 억제제)를 병용 투여하는 방안이 대안으로 제시되었고 실제로 한미약품에서 이 대안을 활용해 라스피린캡슐을 출시하였다.

이러한 실험관련 추가조사를 통해 아스피린이 단순히 모두에게 효과적인 약이 아니라, 개인의 건강 상태와 체질에 따라 심각한 부작용을 초래할 수 있다는 점을 깊이 느꼈다. 특히, 뉴스 기사를 통해 실제로 아스피린 부작용으로 인해 큰 피해를 입은 사례들을 확인하면서, 약물의 효과뿐만 아니라 그 위험성에 대해서도 신중하게 접근해야 한다는 것을 깨달았다. 의약품 사용에 있어서 책임감을 가지고 판단해야 한다는 중요한 교훈을 얻게되었다.

바이오에서 진행했던 활동 중 ‘혈당측정실험’은 나에게 큰 배움과 성장을 줌. 혈당 측정 실험에서는 혈당 측정기의 사용법을 익히고, 채혈 및 혈액 샘플을 다루는 과정을 직접 경험하였음. 채혈을 할 때는 빈속에서의 혈액을 먼저 뽑은 뒤 과자, 젤리와 같은 음식을 섭취하여 어떤종류의 식품이 가장 혈당을 빠르게 올릴 수 있는지에 대하여 비교 분석하는 실험을 하였음. 이러한 실험 과정에서 측정 도구를 위생적으로 관리하는 것의 중요성을 배우고, 감염 예방을 위해 엄격한 절차를 준수해야 한다는 점을 실감할 수 있었음.

특히, 혈당 수치가 개인의 식사, 신체 활동, 스트레스 등 생활습관과 밀접하게 연결되어 있다는 사실을 이해하며, 간호사가 환자의 생활 전반을 고려한 맞춤형 건강 관리를 제공해야 한다는 점을 깨닫게 되었음. 또한, 실험 데이터를 분석하며 혈당 조절이 만성 질환 예방과 건강 유지에 얼마나 중요한 역할을 하는지 느꼈음. 이 실험을 통해 혈당 관리의 기초 지식을 익히게 되었음.

작년부터 2년간 바이오의 이름으로 참여했던 재능기부 봉사 활동을 통해 공감 능력을 키우고, 협력과 의사소통의 중요성을 느낄 수 있었음.

동아리에서 진행 한 실험 중 혈당실험이 가장 기억에 남고 많이 배운 동아리활동인 것 같다.

부원들 중 반은 오이를 먹고 반은 오이를 먹지 않고 진행한 실험이었다. 이 실험을 통해서 부원들과 함께 진행하는 것이라 더 친해지고 협력하는 시간을 가질 수 있었다. 또 젤리,초콜릿, 과자를 먹으며 무엇이 혈당이 가장 오를지 예측하면서 진행하였는데 젤리가 가장 혈당이 높게 올라간 결과가 나왔다. 예측하면서 실험을 진행하고 결과를 얻어내면서 진행하는 것이 재미있고 같이 함께 예측하는 과정에서 부원들과 소통하고 즐겁게 진행하여 좋았다. 또 혈당측정기를 어떻게 사용하는지 알 수 있어서 좋은 경험이었다.

1년동안 부기장을 맡으면서 서로 어려운 점을 돕고 모르는 것을 알려주면서 같이 활동할 수 있어 좋은 기회를 가지고 바이오 동아리에서 많은 경험을 얻은 동아리 활동을 할 수 있다. 또 실험을 통해서 그 이론, 결과 들만 아는 것이 아니라 직접 탐구해보면서 실험해보아 기억에 더 오래남고 스스로 해결해나갈 수 있는 기회가 되었다. 동아리 활동을 하며 같이

협력하는 것, 문제를 직접 탐구하는 것, 적극적으로 해보는 것 등을 경험해보고 배우는 좋은 시간을 가졌다.

동아리 실험 활동중에서 나는 알지네이트 비드 실험이 동아리에 입부하기 전부터 그것의 쓰임과 원리에 호기심이 있었고 동아리에서 실험 한 후 그 지식을 습득하는 것을 넘어 비드의 크기와 모양을 능숙히 조절할 수 있는 요령이 생겼다. 또한 그 쓰임에 대해 알게 되면서 위가 여러개인 초식동물(반추동물)에게 알지네이트 비드를 쓰려면 어떻게 해야할까? 라는 생각이 들었고 반추동물의 위의 특징과 소화생리를 알기 위해 논물을(반추동물의 소화생리) 읽고 반추동물 전용 알지네이트 비드를 만들기 위해 고려할 점은 4개의 위 중에서 강한 악력을 가진 반추위의 분쇄력을 버티는 것과 여과기 역할을 하는 벌집위를 통과할 수 있는 크기라는 것을 알게 되었고, 이를 위해 염화 칼슘의 양을 더 추가하여 강도를 높이고 반추위에서 분비되는 리파제를 이용하여 비드에 지방기반외층을 코팅하여 점점 작아지는 비드를 설계하였다.

이 활동을 통해 반추동물의 소화생리에 대해 자세히 알게 되었고 알지네이트 비드를 만들 때의 원리에 대해 더 정확히 알게 되었다. 그리고 부원들 앞에서 이 활동을 발표하였다.

이번 동아리 마지막 시간에 ai를 이용한 혈구 확인 실험을 하였는데 이 활동을 하면서 이 기술이 ai를 의학에 최대한 접목시킨 기술이라고 생각하였고 나중에 이 기술이 더 발전하면 집에서도 ai를 이용해서 간단하게 건강검진을 할 수 있는 미래가 왔다는 것을 알게 되었다. 또 ai를 수의학에 접목시켜 ai의 매칭 알고리즘을 통해 반려동물의 건강상태나 질병을 확인해주는 진단 프로그램을 만들어 수의사들이 진단할 때 더욱 도움이 될 수 있는 프로그램을 만들 수 있다고 생각하였고 더 정확하고 정밀한 데이터를 수집하여 일반인을 대상으로 간단진단 프로그램을 만들면 동물이 사람과 살아가는데 더욱 도움이 될 것이라고 생각하였다.

알지네이트는 해조류에서 추출되는 다당류로, 물에 잘 녹으며, 알지네이트 용액에 칼슘이온을 추가하면, 알지네이트 분자가 칼슘이온과 결합하여 겔화 현상이 발생한다는 것을 알게되었다. 실험을 진행하면서 온도, ph, 주사기를 누르는 힘, 등 여러 요인에 따라 결과가 달라진다는 것을 알게되었다. 이에 대해서 추가적으로 칼슘이온의 농도, 그리고 시간에 따라 알지네이트 비드 표면의 탄성이 어떻게 변화하는지 알아보고 싶어졌다. 실험의 마지막 단계에서 비드가 만들어지는것을 보면서 실험에 흥미를 느낄수있었고 과학의 매력을 느낄수있었다. 

알지네이트비드 실험을 하고 나서 이 실험은 나의 진로인 건축분야와도 관련이 있다는 것을 알수있었다. 알지네이트 비드가 ph 와 온도같은 환경적 요인에 대해서 민감하게 그 특성이 변화하는 것처럼 건축물도 주변환경, 기후, 지형, 생태계와 큰 영향을 주고받기 때문에 설계할때 환경적요소를 자세하고 깊게 고려해야한다는 것을 깨닫게되었다.

위산을 통과한 약이 어째서 장에서 흡수되는지의 답인 알지네이트 비드의 원리를 알게 되어 산과 염기에 대한 깊은 흥미를 느끼게 되었다. 직접 화학 물질을 혼합하어 알지네이트 비드를 제작하며 실제로 원리를 증명하는 과정을 몸소 체험하게 되었다. 혈액을 채취하여 혈액형을 판별하는 과정에서 항원과 항체의 개념을 수립하였으며, 동물이나 벌레의 혈액은 어떠한 구조를 지니고 있을지 궁금증을 가지게 되었다. 혈당 검사 실험을 통해 신체가 혈액에 포도당을 내보내는 과정을 몸소 알아 보게 되었으며, 젤리가 가장 혈당을 많이 올린다는 것을 깨닫고 다른 당류와 구분되는 것이 무엇일지 궁금증을 가지게 되었다. 채취를 통해 얻은 혈액을 딥러닝 프로그램에 사용해 혈구를 관찰해 보았다. 사람의 몸을 이렇게 작은 것들이 무수히 많이 움직이며 유지하고 있다는 것에 신비함과 매력을 느꼈다. 이 세상에 아주 작은 생물들이 살아가고 있다는 점을 명확히 느끼고 세상을 바라보는 눈이 조금 달라지게 되었다. 무수히 많은 인간의 세포들의 상호작용 과정을 자세히 알아보고 싶다는 생각이 들었다.화학 물질을 배합해 보는 과정을 통해 실제로 진통제를 만들며 약 제조에 관한 기초적 경험을 해 보게 되었다.

1학년 동안 지속적으로 교외 봉사 활동에 참여하여 문화 센터의 축제 때 부스를 운영하거나 아이들과 어울려 주었다. 이것을 통해 봉사 활동의 즐거움을 느끼고 여러 사람과 어울리는 경험을 많이 쌓아 보게 되었다. 동아리 활동을 해보는 것은 고등학교에 올라오고 처음이었는데 이렇게 새로운 활동들을 해 보고 색다른 경험들을 쌓을 수 있어 즐거웠다. 전문 장비를 사용하여 작은 생물이나 세포들을 관찰하거나 화학 물질을 섞어 실험을 진행하는 것이 신기했다. 부원들이 다 같이 실험을 해 보며 각자의 실험 결과를 비교하고 분석하며 자신의 실험의 오류를 찾아 수정하는 과정이 즐거웠다. 유의미한 경험을 많이 쌓게 되어 즐거운 기간이었던 것 같다.

알지네이트 비드 실험과 초콜릿 섭취 후 혈당 측정 실험을 통해 얻은 경험과 교훈이 있는데

알지네이트 비드 실험에서는 알지네이트 용액을 칼슘염 용액에 떨어뜨려 비드를 형성하며 비드의 크기와 밀도를 조절하는 다양한 실험을 진행했고 이를 통해 실험의 변수를 조정하고, 실험적 사고를 통해 창의적인 문제 해결 능력이 향됨 혈당 측정 실험에서는 초콜릿을 섭취한 후 혈당 수치의 변화를 관찰했으며, 섭취 후 급격히 상승하고 일정 시간이 지나면서 서서히 감소하는 혈당 패턴을 확인했다 이를 통해 생리학적 반응에 대한 지적 호기심이 증대되었습니다.

두 실험은 실험 설계와 데이터 분석 능력을 향상시키는 기회를 제공했습니다. 알지네이트 실험을 하며 비판적 사고와 실험 설계 능력이 강화되었고, 혈당 실험에서는 혈당 변화를 정확히 기록하고 해석하는 과정에서 데이터 분석 능력이 향상되었고 인체나 사람의 생명 시스템을 더 이해하는 과정이 되었으며 한 걸음 더 다가가게 된 것 같았다 후에 생명관련 일을 할 경우에 많은 도움이 될 것이라고 생각이 든다

내가 바이오 동아리에서 가장 인상깊었던 실험은 알지네이트 비드 실험이다. 우리가 일상생활에서 사용하는 알약을 직접 만들 수 있다는 게 신기했다. 알지네이트 비드는 나트륨이온과 칼슘이온을 중심으로 두 가닥의 알지네이트가 망상을 형성하는 반응이 일어나 형성된다. 알지네이트 비드는 염화칼슘 수용액을 만들고 알긴산 나트륨을 물에 넣어 알갱이가 없어질 때까지 녹인 뒤 색소를 넣은 후 염화칼슘 용액에 떨어뜨리는 실험이다. 스푼을 사용하니 용액이 퍼지면서 알갱이가 쉽게 만들어 지지 않고 크기도 제각각이여서 비교하는데 어려움을 겪었다. 팀원들과의 소통을 통해 스포이드를 사용해보자는 의견이 나왔고 그 결과 전 보다 알지네이트 비드의 형태를 더 잘 만들 수 있었다. 만들어진 알지네이트 비드를 위액과 장액의 pH에 맞는 용액을 준비해 넣어보는 실험을 하였다. 이를 통해 위보다는 장에서 더 잘 녹는다는 걸 알아볼 수 있었다. 추가적으로 조사해본 결과 장이 위보다 pH가 높기에 잘 용해되었던 것을 알게되었다. 이 실험을 통해 알지네이트 비드가 위에서는 사용될 수 있을지, 어떤 치료에 사용되는지 호기심이 들어 위액에서 사용되는 알지네이트 비드를 조사해보았다. 알아본 결과 우리가 쉽게 접할 수 있는 역류성 식도염 치료에서 알지네이트 비드가 사용된다는 걸 알게되었다. 위산을 흡착하거나 위산과 반응해 겔을 형성함으로써 위산 역류를 막아주는 역할을 할 수 있다고 한다. 이와 같이 위액에서는 겔화 특성을 이용한 치료적 목적이나 약물 전달 시스템에 활용될 수 있다. 하지만 주로 알지네이트 비드는 장액에서 특정 물질을 서서히 방출하는데 사용된다고 한다. 개별 추가 조사를 통해 새로운 지식을 더 얻어가는 것 같아서 뿌듯했다. 앞으로도 또 다른 실험을 할 때 추가 조사를 통해 나의 호기심을 해결해보고 지식을 얻어가는 것도 좋겠다는 생각이 들었다.

바이오 동아리에서 한 많은 실험들을 통해 과학에 대해 더 알아가는 것 뿐만 아니라 소통과 협력의 중요성 또한 배워갈 수 있어서 뜻 깊은 시간들이었다. 이 활동들을 통해 과학이라는 과목에 흥미와 관심이 생겼다.

나는 바이오 동아리에서 한 실험 중 혈당 측정 실험이 가장 인상 깊었기에, 이에서 심화된 탄수화물의 복잡성이 혈당 변화에 미치는 영향에 대해 조사해 봤다. 먼저, 단순 탄수화물은 구조가 단순해 소화와 흡수가 빠르게 이루어지는데, 이로 인해 섭취 후 혈당이 급격히 증가하며, 인슐린 분비를 촉진시킨다. 대표적인 단순 탄수화물 식품으로는 설탕, 꿀, 잼, 탄산음료 등이 있다. 이러한 단순 탄수화물은 섭취 후 10~15분 이내에 혈당을 급격히 상승시킬 수 있다. 반면에, 복합 탄수화물은 구조가 복잡해 소화와 흡수가 천천히 진행된다. 이로 인해 혈당 상승이 완만하게 이루어지며, 단순 탄수화물과는 다르게 인슐린 분비가 급격하게 진행되지 않는다. 복합 탄수화물은 곡물, 채소, 통곡물 등에 많이 포함돼 있다. 또한, 이러한 탄수화물의 종류 외에도 탄수화물의 형태와 가공 정도에 따라서도 혈당 변화가 달리 진행될 수 있다. 밀가루로 만든 빵과 같이 정제된 탄수화물은 섬유질이 제거돼 소화가 빠르게 이루어지며, 혈당을 급격하게 상승시킬 수 있는 반면에, 통곡물로 만든 식품은 섬유질이 퓽부해 소화가 느리게 진행된다.

1년 동안 바이오 동아리에서 다양한 실험을 하며 동아리 부원들 간의 팀워크의 중요성을 배웠으며, 맡은 역할을 얼마나 잘 이루어내는지가 실험에 큰 영향을 미친다는 것을 알게 되어 책임감도 가지게 되었다. 또한 했던 실험 중 혈당 측정 실험은 오이와 초콜릿, 과자, 젤리 사이 유의미한 결과를 얻지 못해 아쉬웠기에 더 기억에 남았던 것 같다. 나중에 혈당 측정 실험을 다시 하게 된다면, 오이 섭취량을 조금 더 늘리고, 초콜릿, 과자, 젤리의 섭취량도 각각 동일하게 정해 실험의 오차 정도를 줄여야겠다고 생각했다.

다른 부원들과 소통을 원활하게 하면서 실험에 참여했다.동아리 활동을 하면서 다른 사람들과 어떻게 협력해야 하는지에 대해서 더 깨달은 것 같다.

실험한 활동중에서 가장 인상적이였던 실험은 아스피린 합성 실험인데,아스피린 실험이 통합과학에서 나오기도했고 화학에도 관심이 많아서 직접 실험해 본 것이 기억에 많이 남는다.추출한 아스피린에 염화철 수용액을 떨어뜨리면 살리실산이 얼마나 남아있는지 확인할 수 있다는 것을 추가적으로 더 알게되었고 아스피린과 타이레놀이 비슷한 약 효과가 있는 것 같은데 어떤 점이 다른 것인지 더 알고싶다

알지네이트 비드 실험을 진행하며 평소 우리의 실생활에서 접할 수 있는 약물 전달 시스템에 대해 알 수 있었고 세포와도 연결 지어 알지네이트 비드의 약물 방출 메커니즘을 이해하고 세포로의 약물 전달 과정을 찾아보았다. 방출된 약물은 혈류나 림프계를 통해 전신으로 운반되며 세포막을 통과하여 세포 내부로 진입한다. 이 과정은 약물의 화학적 특성에 따라 단순 확산, 촉진 확산, 또는 수용체 매개 엔도사이토시스 등을 통해 이루어진다. 또한 세포 자체를 알지네이트 비드에 넣을 순 없을까 하는 의구심에 추가 탐구를 진행하였다. 세포를 균일한 크기의 알지네이트 비드에 캡슐화하기 위해 미세유체소자를 사용하는 방법이 있다. 또한 단순한 교반 용기를 활용하여 포유류 세포를 캡슐화하는 유제 기반 방법 또한 개발되었다. 캡슐화된 세포는 시험관 내에서 배양되거나 세포 치료 응용을 위해 이식될 수 있다.

아스피린 합성 실험을 진행하며 아스피린이 해열 진통제로써 세포 내 염증 반응에 미치는 영향에 대한 호기심을 품었다. 아스피린은 염증, 발열, 통증을 일으키는 프로스타글란딘의 생성에 관여하는 효소인 사이클로옥시게나제-1과 2를 억제하기 때문에 항염, 해열, 진통 작용을 나타냄을 알 수 있었다. 아스피린은 염증 유도 후 분비되는 염증성 사이토카인의 농도를 감소시킨다. 아스피린은 세포 자멸사를 유도하며 항암 효과를 가질 가능성을 시사한다. 아스피린은 체내에서 분해되어 살리실산으로 배출되거나 일부는 대사되지 않은 채로 소변과 함께 배출된다. 하수처리장에서 이러한 화합물이 완전히 제거되지 않을 경우 하천과 지하수로 유입되어 환경에 잔류할 수 있다. 잔류된 약물은 수중 생물에 영향을 미치고 생태계 균형을 교란할 수 있다.

혈구 러닝머신 AI 분류 실험을 하며 세포와 러닝머신 AI의 연관성에 대해 알고 싶어졌다. 딥러닝 기반의 컨볼루션 신경망을 활용하여 줄기세포의 미세한 형태 변화를 분석한 결과, 세포 이미지만으로 자기복제 또는 분화 상태를 평균 90% 이상의 정확도로 예측할 수 있다. 또한 제한된 데이터로도 세포를 정확하게 검출하는 인공지능 모델이 개발되어, 세포핵의 중심에 점을 찍는 '약지도 학습' 방식을 통해 효율적인 세포 탐지가 가능해졌다. 러닝머신 AI가 세포 연구에서 데이터 분석, 패턴 인식, 예측 모델링 등 다양한 측면에서 중요한 역할을 수행하고 있음을 알게 되었다.

또한 외부 봉사 활동에 빠짐없이 참여하며 정기적으로 재능기부 봉사를 진행하였다. 아이들에게 과학 키트 원리 설명과 실험을 진행하는 역할을 맡았다. 이를 통하여 다양한 사람들을 접하며 이해 능력을 키우고 나의 성장에도 큰 기여를 할 수 있어 늘 좋은 마음으로 참여할 수 있었다. 작은 활동으로도 남을 도울 수 있어 유의미했고 추후 색다른 경험에도 분명 도움이 될거라 믿는다.

1년 간 바이오와 함께 <알지네이트 비드 실험>부터 <아스피린 합성 실험>, <혈구 AI 머신러닝 분류>까지 다양한 실험을 하며 협력과 의사소통, 서로 다른 의견을 조율하고 공유하는 과정에서 어려움도 겪었지만 그만큼 중요성에 대해서도 배울 수 있었다. 팀원들과 원활하게 소통하고 각자의 역할을 다해 실험을 성공적으로 끝마쳤을 때의 뿌듯함은 두고두고 잊을 수 없을 것이다. 동아리를 통해 다양한 사람들이 함께 참여하는 만큼 다른 사람의 의견을 존중하는 태도를 익혔으며 함께했던 부원/기장단들과의 유대감을 통해 서로 도와주고 격려하며 성장할 수 있었다. 이는 앞으로의 내 사회생활에 있어 유의미한 영향을 미칠 것이다.

알지네이트 비드 실험을 진행하면서 알지네이트 비드라는 개념을 처음 알게 되었고, 알지네이트 비드의 약물전달 시스템을 직접 알아보았다. 활동을 하면서 알지네이트 비드가 산성 용액에 잘 녹고 비드 안의 내용물을 보호하는 것을 보며 환경공학분야에서 잘 쓰일 수 있을 것 같다는 생각을 했고, 관련된 내용을 조사하다가 생체흡착제 제조에서 알지네이트 비드가 사용된다는 것을 알게 되었다. 이를 바탕으로 생체흡착제 제조에서 알지네이트 비드가 사용되고, 양이온 금속을 흡착하는 것을 조사했다. 조사를 통해 생명과학, 약학 분야에서만 사용되는 줄 알았던 재료를 조금 다른 관점으로 탐구하니 환경공학 분야에서도 사용될 수 있다는 것을 깨달았고, 앞으로도 여러 분야의 다양한 요소를 자세히 관찰하고 내가 관심있는 분야에 적용시키는 노력을 해야겠다고 생각했다.

아스피린 합성 실험에서 아스피린의 요소를 알아보고 직접 만들어보는 실험을 진행했다. 실험을 하며 부원들과 소통하고 협력하는 과정에서 협동심을 배울 수 있었다.

아스피린은 생명과학시간과 화학시간에 배워서 개념을 알고 있었는데 아스피린을 직접 합성할 수 있어서 아스피린에 대해 더 자세히 공부할 수 있었던 시간이었다. 실험을 진행하고 뒷정리를 하는 과정에서 합성한 아스피린을 그냥 계수대나 쓰레기통에 버리지 않고 따로 버리며 아스피린이 그냥 버려진다면 수질에 어떤 영향을 끼치는지 궁금증이 느껴졌다. 궁금증을 해결하기 위해 도서 '침묵의 봄- 레이첼 카슨'을 읽으며 의약품 하나가 환경과 생태계에 끼치는 영향에 대해 알게 되었고, 아스피린이 수질오염에 끼치는 영향에 끼치는 영향과 이것을 해결할 수 있는 지속가능한 기술에 대해 조사했다. 조사를 통해 약품 하나가 생태계에 큰 영향을 끼칠 수 있다는 것을 알게 되었고, 앞으로 이러한 문제를 해결하기 위해 어떠한 기술을 개발해야하는지 생각해보았다. 또한 의학품에 대한 기초 지식과 그 의학품이 환경에 미치는 영향에 대한 지식을 얻을 수 있는 시간이었다.

뿐만 아니라 이를 심화하여 혈장이나 혈청 (혈장:혈액에서 적혈구나 백혈구 등 세포 성분을 제외한 것 / 혈청:혈장에서 섬유소원을 제거한 것) 속에서 바이러스의 핵산을 추출할 수 있다. 기본적인 핵산(DNA, RNA)의 추출 과정은 1) 핵산을 용액으로 방출하기 위해 샘플을 용해시키는 단계, 2) 핵산을 단백질이 나 다른 생체 물질과 분리하는 단계, 3) 분리된 핵산을 농축한 후 수용액 형태로 만드는 단계가 있다.

또한 바이러스에서 핵산을 효과적이고 안전하게 추출하기 위해 특화된 핵산 추출용 조성물을 사용한다. 예를 들어 ((페놀이나 페놀/클로로포름))과 같은 독성 물질을 사용하는 경우에는 생명체나 환경에 위험한 영향을 미치게 되고, 케이오트로픽 물질을 사용하는 경우에는 이들 물질로부터 핵산을 분리하기가 용이하지 않다. 따라서 ((다이싸이오쓰레이톨, 에틸페놀폴리에틸렌글리코에테르))및/또는 비이온계 계면활성제인 ((폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트 또는 폴리옥시에틸렌소르비탄모노오레이트))를 함유하는, 혈액으로부터 핵산을 추출하기 위한 핵산 추출용 조성물을 사용한다. 핵산 추출용 조성물을 이용하여, 비세포성 생체액 (혈장이나 혈청)으로부터 바이러스 핵산을 간단하고 신속하게 추출하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이후 핵산이 DNA인지 RNA인지에 따라 과정을 다르게 한다.

이로서 PCR(중합효소연쇄반응)을 통해 바이러스 검사를 할 수 있었다. 이는 실험에서 백혈구를 통해 DNA를 추출했던 것과 다르게 비세포성 생체액을 사용한 것으로 차이점이 있다.

실험과 추가 조사를 통해 다양한 방식의 핵산 추출 방식과 DNA추출 방식을 응용한 방식을 알게 되었다.

처음보는 실험이 많이 존재해서 과정을 제대로 이해하지 못하고 진행한 활동들이 있는데 혈액 DNA 추출 실험에서 어떤 용액을 넣어야 하는지, 원심 분리를 얼마나 해야하는지, 알지네이트 비드 실험에서 얼마나 색소를 넣어야 하는지와 같이 실험을 진행하면서 헷갈릴 때가 많았는데 모둠 구성원에게 물어보거나 선배에게 물어보며 실험을 하고 보완해가면서 그에 따른 지식을 얻을 수 있었다. 또한 동아리 활동에서 처음하는 활동들을 진행할 때 그 활동들의 과정을 서로 공유하면서 협력할 수 있는 기회를 가질 수 있었다.

혈당 측정을 하면서 초콜릿과 젤리를 먹었을 때는 혈당이 급격히 상승하는 것과 오이를 먹었을 때는 안정적인 혈당 수치를 보이는 것의 원인에 대해 알아보았고, 직접 혈당을 측정해볼 수 있는 경험을 하여 인상깊었다. 알지네이트 비드 실험에서는 비드를 만드는 것을 처음에는 실패하였는데 부원들과 여러 의논을 하면서 많은 시행착오를 거치고 결국 알지네이트 비드를 만드는 것에 성공하였다. 결과를 분석하고 시행착오를 거쳐 성공적인 결과를 얻게된 것에 성취감을 느꼈고 의미있는 경험이라는 생각이 들었다.

알지네이트 비드 실험 후 알지네이트 비드를 약물 전달에 사용했을 때의 장점이 무엇일까 궁금증이 생겨 조사하고, 항생제 내성 억제 기능이 있다는 사실을 알게되어 이에 대한 탐구를 진행하여 보고서를 작성했다. 탐구 결과 향균 효과가 있는 은, 아연 등과 같은 금속이온을 흡착할 수 있는 생물학적 흡착제인 갈조류로부터 만들어지는 알지네이트 비드의 특성을 이용해 박테리아의 생체막을 손상, 파괴하여 내성 발달을 저해할 수 있다는 사실을 알게 되었다.

혈액에서 DNA를 추출하는 실험을 하고, 이후 DNA를 분석할 수 있는 전기영동 실험을 예비과학자의 날 행사에 진행함으로써 DNA의 이동방향과 속도에 따라 다른 패턴이 나타나 분석이 가능하다는 전기영동의 원리를 알게 되었다.

머신러닝 AI로 머신러닝의 방식 중 하나인 입력값만을 주고 학습시키는 방식인 비지도 학습을 통해 혈구의 종류를 직접 학습시키고, 자신의 혈액을 채취하여 혈구 종류를 분석하는 활동을 하였다. 이 활동을 통해 다양한 연구에 AI가 효율적으로 활용될 수 있다는 것을 알게 되었다.

혈액에서 Genomic DNA를 추출함. DNA를 파손시키지 않고 추출하여 정제도가 높은 DNA를 얻을 수 있었음. 해당 실험 과정에서 DNA는 외부로 나와 있는 인산기 때문에 음전하를 띄고 있다는 사실에 대해 알게 되면서 이를 활용한 DNA 전기영동 기술에 대한 호기심이 생김.

동아리 부원들과 함께 알지네이트 비드를 제작하고 pH 및 온도별 용해도에 대해 알아봄. 또한 알지네이트 비드가 환경공학 분야에서 어떻게 사용되는지에 대한 궁금증이 생겨 이에 대해 조사함. 조사하는 과정에서 알지네이트 비드가 중금속을 흡착하여 폐수 처리에 사용될 수 있다는 사실을 알게 되고, 이에 대해 동아리 부원들 앞에서 발표함. 알지네이트 비드는 비드 내부에 작은 구멍들이 많이 있어 오염 물질이 부착될 수 있는 표면적이 매우 높음. 그리고 알지네이트의 카복실기와 중금속이 이온이 정전기적 인력으로 결합하여 강하게 고정되고, 이를 통해 다양한 오염 물질을 제거할 수 있음. 알지네이트 비드는 생분해성이 높고, 환경에 무해하며, 기존에 사용되던 이온 교환법이나 막 분리법보다 비용 효율적이기 때문에 폐수 처리 공정에서 상용화될 가능성이 높음.

동아리 발표회에서 머신러닝 혈구 분석 활동을 진행함. Teachable Machine을 통해 8가지 종류의 백혈구 이미지 데이터를 학습시켜 백혈구 이미지가 카메라를 통해 인식되었을 때 백혈구의 종류를 구분할 수 있는 모델을 제작하고, 학습을 반복시켜 정확도를 높혔음.

혈액에서 dna를 추출하는 실험은 작년에 했던 바나나 dna를 추출하는 실험과 비교하여 더 심화과정을 배우는 느낌이었습니다. 혈액에서 dna추출을 통해 혈액행의 유전자는 얻었지만 다양한 dna 가운데 종류를 어떻게 구분할 지 궁금증이 생겨서 찾아보니 전기영동을 사용하여 dna종류를 구별할 수 있다는 점도 알게되었습니다.

혈구 AI 런닝머신 분류 실험을 통해 생명과학과 인공지능의 만남을 배울 수 있었습니다. 미리 학습시킨 런닝머신에 혈액 속 염색시킨 백혈구를 비추면 스스로 어떤 종류의 백혈구인지 결과값이 나온다는 것이 매우 흥미로웠습니다. 또한 운영진 활동으로 친구들에게 이 실험과 관련된 지식을 나눌 수 있어 뜻 깊었습니다. 이와 더불어 유전자도 런닝머신을 이용해 분류하는 것이 가능할지 모의 실험계획을 짜보는 활동을 해보고 싶습니다.

혈당 측정 실험에서는 예상한 만큼의 결과가 나오지 않았는데 이 과정에서 우리의 실험에 어떤 문제점이 있었으며 다음에 다시 실험할 경우 이를 해결하기 위해서는 어떻게 실험해야 할지 고민하는 과정에서 과학적 사고력을 키울 수 있었고 실험 설계에 관한 전반적인 내용을 배울 수 있었습니다.

혈당 측정 실험은 생체 데이터를 직접 다루는 과정으로, 이론적 지식을 실험으로 연결하는 귀중한 기회였다. 이 실험을 진행하며 정확한 데이터 관리와 반복 실험의 중요성을 깨달았다. 특히 혈당 변화 데이터를 분석하고 이를 동아리 발표 자료로 정리하는 과정에서, 데이터를 해석하고 이를 효과적으로 전달하는 것이 경영에서도 중요한 역량임을 느꼈다.

부기장으로서 실험을 주도하고 동아리 운영을 지원하는 과정에서 리더십과 책임감을 기를 수 있었다. 각종 실험을 계획하고 결과를 발표하며, 구성원들의 의견을 수렴하고 실행하는 능력도 높아진 것 같다.