토마스 슐츠 교수팀, PNAS 논문 발표…천체물리학 등 분자 측정 기여

[광역매일]

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허종학 기자

▲ 분자 연구를 위한 새로운 레이저 측정기술을 개발한 이종찬 연구원과 토마스 슐츠 교수.    

눈에 보이지 않는 분자를 파악하는 강력한 측정기술인 고해상 초고속 분자 측정기술이 울산과학기술원 (이하 유니스트)에 의해 개발됐다.

레이저 측정만으로 분자의 여러 성질을 파악할 수 있는 세계에서 유일한 기술이다. DNA 염기나 천체물리학에서 연구되는 분자 측정에 기여할 전망이다.

유니스트는 자연과학부 화학과의 토마스 슐츠 교수팀이 레이저로 분자 고유의 회전을 관측해 분자 구조와 질량을 모두 파악하는 새로운 고해상 초고속 분자 측정기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 

슐츠 교수가 2011년 사이언스(Science)에 처음 보고한 `상관 회전 정렬 분광학(Correlated Rotational Alignment Spectroscopy, 이하 CRASY)`를 더욱 향상시킨 후속 기술이다.

CRASY는 레이저를 두 번 쏘아서 분자를 인위적으로 회전시키고, 관측하는 기술이다. 첫 번째 레이저는 분자를 회전시키고, 두 번째 레이저는 회전하는 분자를 관측한다. 두 번째 레이저로 측정한 정보를 분석하면 분자의 구조뿐 아니라 질량, 에너지, 진동 등에 관한 다양한 정보까지 얻을 수 있다.

슐츠 교수는 "기존 분광학에서는 분자의 구조나 질량 같은 정보를 측정하는 개별 기술이 따로 존재해 측정 시간과 비용이 많이 들었다"며 "한 번만 측정해서 다양한 정보를 얻는 빠르고 손쉬운 기술은 세계에서 CRASY 하나뿐"이라고 강조했다.

분자의 회전은 사람 지문처럼 고유한 지표다. 따라서 어떤 분자가 무엇을 중심축으로 삼고 어떤 방향으로 돌아가는지를 보면 구조를 쉽게 파악할 수 있다. 관건은 분자가 회전하는 아주 짧은 순간을 재빠르게 포착하는 데 있다. 이런 장면들을 여러 장 모은 스펙트럼(spectrum)으로 전체 회전을 파악해야 정확한 구조 분석이 가능하다.

이번 연구에 참여한 이종찬 UNIST 화학과 석ㆍ박사통합과정 연구원은 "분자의 정확한 구조를 알려면 회전 순간순간을 재빠르게 포착한 초고해상도 회전 스펙트럼(spectrum)을 얻어야 한다"며 "몇몇 기술을 추가해 CRASY의 성능을 더 높였다"고 말했다.

슐츠 교수는 "이번 연구로 향상된 CRASY는 기존에 분별이 어려웠던 불균일 시료나 동위원소도 별 처리 없이 한 번에 측정할 수 있다"며 "다양한 분자 구조를 더욱 빠르고 정확하게 파악할 수 있어 향후 다양한 기초 분자과학에 기여할 것"이라고 확신했다.
 허종학 기자

울산광역매일 교육사회부 기자입니다.

기사입력: 2018/05/01 [17:51]  최종편집: ⓒ 광역매일