| 고분자 Vol.60 No. 2 |
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특집
단일 분자 분광법 – 고분자 시료의 나노세계를 들여다보는 신기술 |
| 전망 |
| 단일 게스트 분자의 움직임에서 고분자 재료의 가교반응 동역학을 추적 | 이토 쇼지, 미야사카 히로시 |
| <Abstract> 고분자 재료의 제조공정에서 이용되는 가교 반응에 대한 연구에 단일 분자 형광 계측법을 이용한 예를 소개한다. 극히 미량의 분산되어 있는 형광분자의 움직임을 나노미터 스케일의 정확도로 분석함으로써, 광유기 및 열유기 가교 반응에 의한 네트워크 형성의 동역학 및 공간적인 불균일성, 게스트 형광 분자 운동의 시간적인 단층성을 평가할 수 있다. |
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| 공역계 고분자의 구조 및 광물성 | 하부치 사토시, 바챠 마틴 |
| <Abstract> 고분자의 광전자 물성을 결정하는 분자 사슬의 형상 및 광물성과 관련하여 단일 분자 분광 계측법은 집합계의 측정으로는 파악되지 않는 중요한 정보들을 제공하고 있다. 본 원고에서는 공역계 고분자를 대상으로한 단일 분자 계측법의 기술적 진전 및 그로 인해 새롭게 얻어지고 있는 결과들 그리고 단일 분자 분광 계측법의 최신 동향을 소개한 후, 장래를 전망한다. |
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| 단일 분자 분광법을 이용한 고분자 동역학 연구 | 유지이 히로시 |
| <Abstract>고분자의 이완 과정은 매우 복잡한 현상이다. 얼핏 균일하게 보이는 고분자도 분자수준에서 보면, 공간적으로나 시간적으로 불균일하게 존재한다. 단일분자 분광법은 이와 같은 고분자의 불균일성을 직접 살펴볼 수 있는 기술이다. 본 원고에서는 유리전이 부근의 고분자 이완 과정을 파악하기 위한 단일 분자 분광법의 예를 소개한다. |
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| 단일 분자 계측법에 의한 고분자 사슬의 구조평가 | 아오키 히로유키 |
| <Abstract>고분자 사슬 한 가닥의 구조를 실제 공간에서 직접 평가하는 것이 새로운 광학 이미지화 기술의 개발로 인해 가능해졌다. 근접장 광학 현미경 및 초해상법으로 빛을 이용하면서 나노 미터 스케일의 공간 분해능이 실현되었다. 본 원고에서는 최신의 형광 이미지화 기술을 소개하고, 단일 분자 수준에서의 고분자의 구조와 동역학의 평가에 대해서 소개한다. |
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| 단일 분자 분광법을 이용한 DNA 및 단백질 구조 변화의 동역학 | 최정권, 마지마 테츠로 |
| <Abstract>DNA 및 단백질 등 생체고분자의 기능과 구조는 밀접하게 관련되어 있기 때문에, 생리조건에서 생체고분자의 기능발현과 관련된 구조변화의 동역학을 정확하게 이해하는 것은 매우 중요한 과제이다. 최근의 광과학 및 광기술의 비약적인 발적을 통해서 단일 분자수준에서 DNA 및 단백질의 구조변화와 관련된 동역학에 관한 연구가 가능해진 것뿐만 아니라, 더욱 복잡한 생명현상도 단일 분자수준에서 연구할 수 있게 되었다. 본 원고에서는 다양하게 발전해 온 단일 분자 분광법의 최근 연구 예를 소개하고, 장래의 단일 분자 분광법에 대해서 전망한다. |
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| 토픽 |
| A Single-Molecule Photoswitch Using Fluorescent Photochromic Molecules | 후카미나토 츠요시, 이리에 마사히로 |
| <Abstract> 형광성 광변색 분자는 광학 메모리, 분자 스위치, 형광 바이오 마커 및 고해상도 형광 이미지화 기술로의 잠재적인 응용 가능성으로 인해서 주목을 모으고 있다. 본 원고에서는 단일분자 수준에서 형광의 변화를 탐지하고 분석하는 필자진의 연구결과를 소개한다. |
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| 양자 도트 형광 단일 분자 측정을 이용한 세포 신호전달 초기과정의 이해 | 이시카와 미츠루, 바수데반필라이 비쥬 |
| <Abstract> 본 원고에서는 두 개의 EGF-EGFR이 집합하여 (EGF-EGFR)2를 형성하고, 다시 (EGF-EGFR)2이 EGF-EGFR으로 분해하는 가역적인 과정을 규명한 최신의 연구결과를 소개한다. 광탈색에 대한 내구성을 갖는 양자 도트 라벨링 기술은 (EGF-EGFR)2 에 의해서 활성화되는 세포의 신호전달과정에 대한 이해를 증진시킬 것으로 기대된다. |
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| 단일 공역계 고분자 사슬의 단일 광자 발생 거동 | Sadahiro MASUO |
| <Abstract>단일 공역계 고분자의 단일 양자 발생현상에서 분자량과 사슬구조 간의 상관관계를 살펴보았다. 고분자 사슬의 입체적인 크기의 감소에 의해서 단일 양자의 발생이 증가하는 것이 확인되었다. |
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| 단백질의 구조변화와 단일 분자 분광학 | 오이카와 히로유키, 후지요시 사토루, 데와 타케히사, 난고 마모루, 마츠시타 미치오 |
| <Abstract>절대온도 5K–18K에서 온도변화가 광수합 복합체에 존재하는 B800 색소의 스펙트럼 점프 현상에 미치는 영향에 대한 연구를 통해서 복합체의 구조변화가 온도에 상관없이 일정한 속도로 일어난다는 사실이 밝혀졌다. 이 과정은 색소의 결합 부위에서 수소결합을 하고 있는 수소 이온의 터널링 현상에 기인하는 것으로 여겨진다. |
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| 성장하는 고분자 |
| 세렌디피티를 낳는 분위기 | 구로카와 다카유키 |
| <Abstract> 학생들의 과학적 발견을 위해 교수는 무엇을 할 수 있는가? |
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| 교육자의 길 | 후지가야 츠요히코 |
| <Abstract> 학생 시절부터 언젠가는 자신도 학생들을 지도해보고 싶다고 줄곧 꿈꿔왔다. 다행히도, 10년간의 연구생활을 거쳐 현재는 일본의 서쪽 끄트머리에 자리한 규슈에서 그 꿈을 실현할 수 있게 되었다. 본 원고에서는 지금까지 필자를 지도해 주신 선생님들과의 소중한 경험과 필자의 연구와 관련된 일화들을 소개한다. |
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| 고분자과학의 최전선 |
| 고분자 동역학의 시뮬레이션 | 마사부치 유이치 |
| <Abstract> 본 원고에서는 coarse-graining 기술, 희소 현상 시뮬레이션, 멀티 스케일 시뮬레이션 그리고 특별한 목적의 하드웨어와 같은 고분자 동역학의 시뮬레이션과 관련된 최신의 연구를 소개한다. 계산기술 및 모델링 기술이 발전함에 따라 고분자 시뮬레이션에 관한 논문의 발표 건수가 꾸준히 증가하고 있다. 실제로 coarse-graining은 고분자의 시뮬레이션과 관련된 계산의 효율성을 높이기 위해서 매우 중요한 요소이다. 더욱이, 최근에는 서로 다른 수준의 coarse-graining을 갖는 입자들이 공존하는 것이 실현되었다. 또한, coarse-graining 기술로는 해결되지 않는 문제들을 해결하기 위해서 희소 현상 시뮬레이션을 위한 모델링이 개발되었다. 한편, coarse-graining과 함께 멀티 스케일 시뮬레이션은 고분자과학의 다양한 문제들을 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 최근에는 GPU와 같은 특별한 하드웨어를 사용하는 것이 계산 분야에서 나타나고 있는 새로운 조류이며, 고분자의 시뮬레이션에도 적용되고 있다. |
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