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이화학연구소(RIKEN) 광자공학연구센터 첨단레이저연구팀 연구그룹이 펨토초 레이저를 이용하여 순수 단백질로 이루어진 미소(微小) 3차원 구조를 조형하는 기술을 개발함.

연구진은 단백질 분자를 순수한 물로 용해시킨 전구체에 초단펄스·초고강도의 펨토초 레이저를 조사함으로써 단백질의 3차원 미소 구조를 조형하는 기술을 개발함. 먼저, 단백질 분자를 순수한 물로 용해시킨 액체를 유리 기판 상에 적하시킨 후, 스핀코터로 회전·건조시켜 박막형태로 만들었으며, 이 박막 내부에 가시 영역의 펨토초 레이저를 집광 조사하여 집광점에서만‘다광자 흡수’를 일으켜 단백질 분자끼리 화학적으로 결합시킴. 그리고 레이저의 집광점을 3차원으로 주사하여 레이저 빛의 궤도를 따라 화학 결합을 진전시킴. 레이저 주사 종료 후 박막을 순수한 물로 씻어내면 레이저 빛이 조사되지 않은 부분은 용해되고 조사 영역만 남아 설계한 구조를 얻을 수 있었음. 또한 본 구조는 다른 분자가 혼입되지 않은 순수한 단백질임을 확인함.

본 연구 성과는 재생 의료 등의 세포 배양용 비계(Scaffold), 바이오 센서, 마이크로 액추에이터 등에 응용될 것으로 기대됨.

본 연구는 ACS Biomaterials Science & Engineering(Three-dimensional printing of pure proteinaceous microstructures by by femtosecond laser multiphoton cross –linking)에 게재됨.