나노기술 및 정책 정보

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도쿄(東京)대학 대학원 의학계연구과 등의 공동 연구그룹이 ‘epr(electronic pre-resonance)-SRS(Stimulated Raman Scattering)’를 원리로 하는 ‘activatable형 라만 프로브’를 개발하는 데 성공함. 빛으로 분자 진동을 감지하는 라만 현미경은 특히 라만 프로브와 조합함으로써 형광법에 비해 높은 다중 감지 기능을 실현할 수 있기 때문에 최근 주목을 받고 있음. 그러나 기존의 라만 프로브는 항상 신호를 나타내는 ‘always-on 형 프로브’로, 생체 분자와 반응하여 라만 신호가 ‘off’에서 ‘on’으로 변화하는 activatable 특성을 갖는 라만 프로브가 개발되지 않았기 때문에 그 응용이 제한되었음. 연구진은 분자의 흡수 파장에 따라 감도가 변화하는 것을 이용, 표적 효소와의 반응 전은 흡수 파장이 짧기 때문에 라만 신호가 ‘off’이지만, 반응 후 장파화되어 라만 신호가 ‘on’이 되도록 분자를 설계함. 또한 라만 검출 태그인 CN기를 동위 원소 치환함으로써 동시 검출이 가능한 4종류의 라만 프로브를 개발하고 2종류의 배양 세포 간 효소 활성 패턴의 차이를 시각화하는 데 성공함. 본 연구에서 창출된 분자의 흡수 파장에 기반한 라만 신호 제어 원리는 기능성 라만 프로브 분자 설계에 있어 일반화 될 수 있음. 본 설계법에 따라 기능이 추가된 라만 프로브가 개발될 경우 라만 현미경법의 다중 감지 기능을 활용한 생명 과학 연구가 크게 발전될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Journal of the American Chemical Society’ (“Multicolor Activatable Raman Probes for Simultaneous Detection of Plural Enzyme Activities”) 지에 게재됨.