0.1nm급 생체분자 정밀분석한다
0.1nm급 생체분자 정밀분석한다
  • 최옥 기자
  • 승인 2008.04.16 10:40
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국내최초 중성자 바이오계면측정장치 개발

4월 15일 손병두 총장과 양명승 원장이 참석한 가운데 가진 ‘서강대학교-하나로 바이오 계면 연구센터’ 현판식.

생체분자 0.1nm까지 분석할 수 있는 중성자 바이오계면측정장치가 우리손으로 개발됐다. 국내 최초로 서강대학교(총장 손병두)와 한국원자력연구원(원장 양명승)의 학ㆍ연 공동연구로 개발한 이 장치는 조만간 시험가동에 들어갈 전망이다.   

‘수평형 중성자반사율측정장치(REF-H)’는 국내 최초로 액체를 포함한 다양한 계면에 형성된 수 nm급 생체분자를 0.1nm의 정밀도로 분석할 수 있는 장치로, 서강대학교 화학과 및 바이오융합기술 협동과정의 신관우 교수 연구팀과 한국원자력연구원 원자력기초과학본부 중성자과학연구부 이창희 실장팀이 지난 2004년부터 3년여의 연구개발 끝에 개발됐다.

이 장치는 원자로에서 발생된 중성자 빔을 수평으로 설치된 시료 표면에 아주 작은 각도로 입사시켜 반사되는 중성자의 세기를 입사 각도에 따라 검출해 박막의 정밀한 두께와 구성성분, 밀도 등 정보를 확인할 수 있다.

특히 X-선이나 전자현미경 등 다른 측정장치보다 투과력이 높아 실리콘과 같은 고체 내부에 조성된 계면을 외부에서 감지할 수 있으며, 바이오 시료와 같이 연약한 물질에 거의 손상을 입히지 않아 생체물질의 생물-화학적 반응이 되는 과정을 실시간으로 비파괴 관찰 할 수 있는 것이 장점이다.

고출력의 원자로와 고도의 광학장치가 결합해야 하는 어려움 때문에, 미국 유럽 등 전세계적으로 운영 중인 장치가 몇 대 안 되는 최첨단 설비다.

이번에 새로 구축한 REF-H는 생체막과 같이 액체 계면에 형성된 바이오 분자막의 구조 분석을 위해 액체계면을 수평으로 유지시킬 수 있는 장치다. 현재 전세계적으로 REF-H는 원자로 기반 시설인 ▲미국 표준기술연구소(NIST)의 NG7 장치(가동중) ▲호주 원자력연구소(ANSTO)의 Platypus 장치(장치 완공/ 미가동) ▲프랑스 ILL의 FIGARO 장치(2008년 가을 완공 예정) ▲독일 HMI의 V6장치 등이 있다. 이밖에 파쇄 중성자원을 기반으로 한 장치가 일본의 J-PARC와 미국 SNS 등 양성자가속기 시설에서 현재 개발되고 있다. 

신관우 서강대 교수는 “최근 일본의 J-PARC 등 각국이 초거대규모의 중성자 연구에 투자하고 있는 상황에서 우리나라도 바이오기술 분야에 활용할 수 있는 장치를 보유하게 됐다”며 “REF-H가 바이오 분야 연구에 기여하고, 아시아 지역에서 원자력 이용 분야를 선점할 수 있는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다.

한편, 서강대와 원자력연구원은 ‘서강대학교-하나로 바이오 계면 연구센터’를 설치하기로 합의하고 지난 15일 손병두 총장과 양명승 원장이 참석한 가운데 상호협력 협약 체결 및 연구센터 현판식을 가졌다.


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