초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 현대 사회에서 관심이 급증하고 있는 생명과학 현상을 가장 근본적인 수준에서 이해하기 위한 기초 연구이다. 레이저를 사용하여 생체 내 화학반응에서 중요하게 작용하는 생체활성분자의 특정 구조의 분포와 진동/회전의 정도를 선택적으로 관찰 하는 연구이다. 또한 생체 내에서 물 분자 및 다양한 유기분자들과의 상호작용을 분자 수준에서 이해하고 있다. 더 나아가 이를 양자역학적 이론 결과와 비교하여 수소결합 클러스터의 이성질체 구조분석 및 이들의 반응 동력학에 대해서 확인한다. 최종적으로 본 연구를 통하여 생체 내

□ 연구개요
본 연구는 현대 사회에서 관심이 급증하고 있는 생명과학 현상을 가장 근본적인 수준에서 이해하기 위한 기초 연구이다. 레이저를 사용하여 생체 내 화학반응에서 중요하게 작용하는 생체활성분자의 특정 구조의 분포와 진동/회전의 정도를 선택적으로 관찰 하는 연구이다. 또한 생체 내에서 물 분자 및 다양한 유기분자들과의 상호작용을 분자 수준에서 이해하고 있다. 더 나아가 이를 양자역학적 이론 결과와 비교하여 수소결합 클러스터의 이성질체 구조분석 및 이들의 반응 동력학에 대해서 확인한다. 최종적으로 본 연구를 통하여 생체 내 화학반응에 대한 근본적이고 핵심적인 정보를 전달하는데 의의가 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
생체 내 화학반응에 대한 분자수준에서의 이해를 위해 생체활성분자와 그들의 수소결합 클러스터의 구조적 정보와 물리 화학적인 특성을 규명 하였다. 가장 핵심적인 기술인 초음속 팽창법에 레이저를 이용한 다양한 분광학 기술을 접목하여 관심분자의 구조적인 정보를 수집 하였다. 이를 통해 얻어진 기체상에서의 분광학 실험결과는 양자 계산을 통한 FC 시물레이션, 분자오비탈과 같은 이론결과와 비교를 통해 이성질체의 구조 및 반응 동력학 연구에 대한 결과를 도출 할 수 있었다.
이와 같은 연구 목표를 기초로 하여 1차년도에는 고진공 챔버의 성능을 향상 시키기 위해 X,Y,Z-translator를 제작하여, 최적화 된 조건에서 원하는 결과를 만들기 위한 작업을 진행하였다. 독자적으로 제작 및 성능 향상시킨 고진공 챔버를 통해 특정 생체활성분자에 대한 전자전이 스펙트럼을 측성하고, 분석을 통해 들뜬상태에의 구조적인 정보를 확인하였다. 이어서 양자 화학 계산을 통해 이성질체 간 상대에너지 및 분자 오비탈 계산을 성공적으로 수행 하였다. 2차년도에서는 생체활성분자와 물과의 클러스터에 대한 적외선 연구를 수행하였다. 우리 몸속에 존재하는 물과 생체활성분자와의 클러스터 실험을 통해 수소결합이 생체 내 화학반응에 미치는 영향에 대해서 이해하고자 하였다. 이를 위해 세 대의 레이저를 사용하여 기체상에서 특정 분자의 해리상태의 적외선 스펙트럼을 관찰 할 수 있는 시스템을 구축 하였다. 이어서 수준 높은 결과 분석을 위해 양자계산을 통한 다양한 파라미터로부터 Franck-Condon 시뮬레이션, 비조화 IR 계산과 실험결과를 직접적으로 비교, 분석하여 생체활성분자-물클러스터의 구조적 안정도에 대해서 확인 하였다. 3차년도에는 거대 분자 시스템에서의 분광학적 연구를 수행 할 수 있도록 고진공 장비를 업그레이드 하여 적외선 스펙트럼을 확인 하고, 다양한 양자계산 방법을 통해 얻어진 진동모드와 비교하여 거대분자의 구조를 규명 하였다. 결과적으로 기존에 목표로 한 연구를 성공적으로 수행 할 수 있었고 이에 따른 10여편 논문 성과를 SCI 저널에 발표 할 수 있었다.

□ 연구개발결과의 중요성
생명 현상의 본질을 이해하고 탐구하기 위한 기초학문 연구로 물리화학적 학술 가치가 높다. 실험결과와 이론계산을 통한 비교 연구는 시뮬레이션 및 새로운 이론계산 방법 개발에 큰 기여를 할 수 있고, 첨단 장비구축 및 장비 운용 기술을 가진 고급 연구인력을 양성할 수 있다. 또한 지속적인 국제교류로 인한 선진기술 선점 및 국내 기초과학 수준 향상 등 사회적 경제적 국가 경쟁력을 향상 시킬 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구개발의 필요성 ... 3
• 나. 연구수행개요 및 최종목표 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 연구수행내용 ... 6
• 나. 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 끝페이지 ... 27