연구성과, 'Pysical Review Letter'게재

국내 연구진이 최근 생체물질 등 광학이성질체의 입체구조를 극히 짧은 시간영역에서 분석할 수 있는 초감도 광학활성 측정기술을 개발했다. 한국기초과학지원연구원(원장 박준택)은 이한주 박사팀과 조민행 고려대 화학과 교수가 공동으로 오직 단 하나의 펨토초(1조분의 1초 이하) 레이저 펄스만으로 물질의 입체구조에 대한 분석이 가능함을 실험적으로 증명했다고 19일 밝혔다.

일반적으로 생체물질과 약물 등은 자신만의 독특한 광학 이성질체 구조를 가지는데 이러한 입체적 구조의 특이성은 생명유지를 위해 필수불가결한 요소 중 하나다. 따라서 생체분자의 입체구조 분석은 생명의 신비와 메커니즘 규명을 위해 반드시 필요한 연구다. 그러나 광학 이성질체가 발생시키는 광학활성 신호의 세기는 아주 미세해 빛의 작은 요동에도 큰 영향을 받아 기존 방법에서는 펨토초 시간영역에서 측정하는 것이 매우 어려운 일이었다. 이에 연구팀은 단 하나의 펨토초 레이저 펄스만으로도 미세한 광학활성 신호를 획득하는 것이 가능하다는 것을 성공적으로 보여줬다.

또 기존의 측정 방식(두 종류의 서로 다른 빛을 사용하는 방식)의 한계인 빛의 요동과 신호 정밀도, 느린 시간 분해능 문제를 근본적으로 해결했다. 전문가들은 연구결과가 단백질, DNA 등과 같은 생체 내 근본적인 생화학 반응과 비대칭 촉매의 화학 반응 메커니즘 규명연구에 활용될 수 있을 것으로 전망하고 있다. 또 고감도 신호분석을 이용한 고속 약물 스크리닝 연구와 차세대 분광기기 개발에 활용해 바이오 관련 산업분야의 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이한주 박사는 "분자의 입체구조를 측정함에 있어 기존의 패러다임을 탈피한 첫 시도이며 앞으로 다양한 분야의 연구방법론으로 활용됐으면 한다"고 말했다. 이 연구결과는 물리학 분야의 저명 학술지인 Physical Review Letters誌(IF=7.621)에 9일자 온라인판으로 발표됐다. (논문명 : Single-Shot Electronic Optical Activity Interferometry : Power and Phase Fluctuation-Free Measurement)

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