분자 시그너처를 탐지하는 분광계 개발 

Attosecond Physics (LAP) 연구소의 과학자들은 유기 시스템의 화학적 구성에서 최소한의 변화를 감지할 수 있는 생물학적 시료의 분자 조성 분석을 위한 분광기를 개발했습니다. 

Max Planck Quantum Optics Institute의 Ferenc Krausz가 이끄는 연구팀은 적외선의 스펙트럼을 포착하기 위해 이 장치를 구축하여 생물학적 시료에서 발견하기에는 너무 작은 암, 악성 세포의 분자 특성을 밝혀냈습니다. 

이 연구는 초단파 레이저 펄스 생산을 위해 LAP에서 처음 개발된 기술을 기반으로 합니다. Ioachim Pupeza와 그의 동료들이 만든 분광계는 적외선 파장의 광범위한 스펙트럼을 커버하는 레이저 광 펄스를 방출하도록 설계되었습니다. 이 펄스 각각은 몇 펨토 초 동안 지속되어 원자를 서로 연결하는 결합이 진동합니다. 펄스의 통과 후, 진동 분자는 높은 특성의 파장 또는 발진 주파수에서 코히어런트 광(coherent光)을 방출하여 방출된 파장의 완전한 앙상블을 포착할 수 있습니다.

이 레이저의 공동 저자인 Marinus Huber는“이 레이저를 사용하면 분자의 진동을 자극하는 6 ~ 12 마이크로미터의 광범위한 적외선 파장을 커버할 수 있습니다. "질량 분석 법과는 달리, 이 방법은 생물학적 시료에서 발견되는 모든 유형의 분자에 접근할 수 있습니다."

각 초단파 레이저 펄스는 기존의 싱크로트론의 스펙트럼 밝기의 두 배까지 도달할 수 있으며, 분자 분광법에 필적하는 접근 방식을 가진 방사선 소스로, 장치가 최대0.1mm 두께의 생체 조직 샘플을 조명할 수 있습니다. 초기 실험에서 LAP 팀은 이 기술을 잎과 다른 살아있는 세포 및 혈액 샘플에 적용했습니다.

이번 연구에서 생물 학자 팀을 이끈 Mihaela Zigman은“체액의 분자 구성 변화를 정확하게 측정하는 능력은 생물학과 의학에 새로운 가능성을 열어줍니다. "미래에 이 기술은 장애의 조기 발견에 적용할 수 있을 것입니다."

출처 : https://www.photonics.com/Articles/Scientists_Develop_Spectrometer_to_Detect/a65422