미세 자성구조체 자기장분포이미징 연구 활용 기대

왼쪽부터 이호재 GIST 화학과 교수, 서지원 GIST 화학과 교수, 김동겸 GIST 화학과 박사과정생, 이연재 GIST 화학과 박사과정생.
왼쪽부터 이호재 GIST 화학과 교수, 서지원 GIST 화학과 교수, 김동겸 GIST 화학과 박사과정생, 이연재 GIST 화학과 박사과정생.

광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 이호재·서지원 GIST 화학과 교수팀이 공동으로 광범위 용액 극성에서 자기장을 감지할 수 있는 펩토이드 기반 형광분자 시스템을 개발했다고 25일 밝혔다.

펩토이드는 생체 단백질 기능을 인공적으로 모사하기 위해 개발된 신물질이다. 아미노산 40개 이하가 모여 이뤄진 생체 고분자인 펩타이드 유도체다. 기존 가지구조의 고분자나 DNA의 나선구조를 이용하는 인공단백질에 비해 합성이 용이하고 구조를 정밀하게 제어할 수 있다는 것이 장점이다.

펩토이드 기반의 형광분자 시스템은 자기장 세기에 따라 형광의 양이 변하는 엑시플렉스(들뜬 복합체)를 이용했다. 엑시플렉스는 복합체 형성 시 하나는 들뜬 상태로 다른 하나는 바닥상태로 결합된다.  

이번에 연구팀이 개발한 시스템은 무극성 용매 환경에서부터 수용액에 가까운 매우 큰 극성의 용매 환경에 이르기까지 광범위하게 작동하는  최초의 자기장 감응 형광분자 시스템이다. 

연구 성과는 향후 반도체나 고집적 정보저장 장치 등에 사용되는 미세 자성구조체의 자기장분포이미징 연구에 활용될 것으로 기대된다.

이번 연구는 한국연구재단과 GIST 연구원(GRI)의 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 물리화학 분야의 권위 있는 국제학술지 '저널 오브 피지컬 케미스트리 레터스(The Journal of Physical Chemistry Letters)'에 지난 2일 자로 온라인 게재됐다.  

이호재 교수는 “이번 연구는 광범위 용매극성 환경에서 활용 가능한 자기장 감응 형광분자시스템 디자인 원리를 제공했다는 데 가장 큰 의의가 있다”며 “특히 수용액에 가까운 용매에서 작동을 하는 자기장 감응 형광분자시스템은 생체 시스템에 도입이 가능해 향후 전자기파가 인체에 미치는 영향 등을 정량적으로 이미지할 수 있는 기술 개발이 기대된다”고 말했다.