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문제 정의
- 어느 날 우연히 여러분의 책상에 하얀색 가루가 놓여있다고 생각해보자. 이 가루의 정체는 알 수가 없다.
- 따라서 분자 하나의 거동을 관찰하기 위해서는 반응물질의 농도를 매우 낮추어서 우리가 관찰할 수 있는 초점 부피(focal volume)에 분자가 하나 정도 들어갈 수 있는 조건을 만들어야 한다. 우리는 여기서 단분자에서 일어나는 화학반응을 모식도로 살펴보도록 하자.
- 위의 모식도처럼 금속 표면에서 일어나는 단분자의 화학 반응을 생각해보자 (그림 6). 일반적인 화학 반응은 반응물(R)에서 반응 중간체(I)를 거처 생성물(P)로 진행한다.
- 지금까지 단분자 표면증강라만산란 기술에 대한 기본적인 원리와 연구 동향을 살펴보았다. 최근에는 금속 나노입자의 물리화학적 특성과 구조적, 광학적 메커니즘 연구가 활발하게 진행되어 표면증강라만산란 기술이 단순한 기초연구 수준을 뛰어넘어 의약학, 환경 등 다양한 분야로의 응용 연구가 활발하게 진행되고 있다.
- 이 때 그물 안에 있는 물고기들은 빨간색과 파란색 물고기 모두 들어있을 확률이 높을 것이다. 하지만 농도를 매우 줄여서 호수에 빨간색, 파란색 물고기가 각각 1마리만 있는 경우를 생각해보자. 대부분 그물을 던지면 물고기를 잡지 못할 것이다.
가설 설정
- 여기서 각 반응물, 반응중간체, 생성물은 금속 표면에 단단히 고정되어있다고 가정한다. 또한 각각의 SMSERS 스펙트럼은 서로 피크가 겹치지 않는다고 가정한다. 이상적인 단일 분자 검출 조건(분자가 초점 부피에 존재하면 100% 검출이 되고, 각 분자마다 일정한 신호의 세기를 내놓는 조건)에서는, 같은 공간내에 존재하는 R, I, P의 개수에 비례하여 신호의 세기가 결정된다.
- 일반적인 화학 반응은 반응물(R)에서 반응 중간체(I)를 거처 생성물(P)로 진행한다. 여기서 각 반응물, 반응중간체, 생성물은 금속 표면에 단단히 고정되어있다고 가정한다. 또한 각각의 SMSERS 스펙트럼은 서로 피크가 겹치지 않는다고 가정한다.
- 호수에 살고있는 물고기가 빨간색 물고기 5천 마리와 파란색 물고기 5천 마리인 경우는 어부가 그물을 던지는 대로 물고기가 잡힐 것이다. 이 때 그물 안에 있는 물고기들은 빨간색과 파란색 물고기 모두 들어있을 확률이 높을 것이다. 하지만 농도를 매우 줄여서 호수에 빨간색, 파란색 물고기가 각각 1마리만 있는 경우를 생각해보자.
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