KIC News, Volume 17, No. 5, 2014
KIC News, Volume 17, No. 5, 2014 51
도쿄大 등, 1 nm의 단일 인공 분자 머신을 ‘보고 느끼는’ 데 성공
일본 도쿄대학(東京大学) 대학원 공학계 연구과 응용화학전공 노지 히로유키(野地博行) 교수 등은 분자 의 기계적 운동을 가시화하는 ‘비즈 프로브 광학현미경 1분자 운동 계측법(1분자 모션 캡쳐법)’을 크기 1 nm의 인공 분자 머신에 적용하여 그 회전 운동을 ‘보고 느끼는’ 데 성공했다.
‘1분자 모션 캡쳐법’은 기존 생체 내에서 에너지 변환을 실시하는 분자(생체 분자 머신) 기능을 규명하기 위해 고안된 방법이다. 연구진은 이번 연구에서 ‘1분자 모션 캡쳐법’을 개선하고 광학 현미경으로 가시화할 수 있는 직경 200 nm의 비즈를 이용하여 크기 1 nm의 인공 분자 머신에서 분자 내 2개의 판상 부분이 휠처럼 회전하는 ‘더블 데커 포르피린(double-decker-porphyrin)’ 1분자의 운동을 기록했다. 기존의 방법 에 있어 인공 분자 머신의 작은 크기 때문에 생기는 고정화 반응의 효율 저하와 구슬과 기판의 상호 작용 등을 개선함으로써 본 방법의 적용 범위를 넓혔다. 또 구슬에 외력을 가함으로써 분자 1개의 운동을 조작 하는 데도 성공했다. ‘1 nm’는 생체와 인공 분자 머신의 최소 크기이기 때문에 본 방법을 이용하면 어떠한 분자 머신의 움직임도 가시화할 수 있다. 단일 인공 분자 머신의 행동을 ‘보고 느끼면서’ 성능을 평가할 수 있는 이 방법은 인공 분자 머신의 목표 중 하나인 ‘힘을 발생시켜 운동하는 인공 분자 모터’를 실증하는 데 적용할 수 있는 현재로서는 유일한 방법이다.
향후 빛으로 구동하는 인공 분자 모터를 제작하여 생체 분자 모터와 접합시킴으로써 생체의 다양한 화학 반응을 빛으로 조작할 수 있는 에너지 변환 기술 등에 활용될 것으로 기대된다.
본 연구 성과는 독일 화학지 Angewandte Chemie International Edition에 공개되었다(※발표논문 참조).
※ 발표논문 : Tomohiro Ikeda, Takahiro Tsukahara, Ryota Iino, Masayuki Takeuchi, and Hiroyuki Noji, “Motion Capture and Manipulation of Single Synthetic Molecular Rotors by Optical Microscopy”, Angewandte Chemie International Edition, July 2 2014.
DOI：10.1002/anie.201403091
Figure. 1 nm의 인공 분자 머신에 대한 비즈 프로브 광학현미경 1분자 운동 계측법(1분자 모션 캡쳐법)의 개념도.
출처 : 2014.07.15 NIMS(http://www.nims.go.jp/news/press/2014/07/p201407090.html) 작성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)
