2004-11-18
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한광수(gostrong)
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전반적인 것을 원합니다. 답변 부탁드립니다. 논문 해석중인데 도대체 이해가 가질 않습니다.
- han5334
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 3
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답변
전주홍님의 답변
2004-11-18- 0
물리적, 화학적 수단에 의해 어떤 물질이 불안정한 들뜬 상태(excited state)가 된 후 안정한 기저상태(ground state)로 되면서 빛을 방사(light emission)하는데 이를 발광(luminescence)이라고 합니다. 특정 화학물이 왜 열의 형태로 에너지가 전환되지 않고 빛의 형태로 되는지에 대해서는 정확하게 설명을 못하고 있는 것으로 알고 있습니다. 문제의 핵심은 어떻게 특정물질을 excited state로 만드느냐 하는 것인데, 여러가지 방법이 있겠지만 생물학적으로 가장 많이 이용되는 건 크게 두가지로 나룰 수 있습니다. 하나는 화학반응(chemical reaction)을 통해 excited state로 만드는 것이고 나머지 하나는 photon(light)에 의해 excited state로 만드는 것입니다. 전자에 의해 방출되는 light를 흔히 화학발광(chemiluminescence)라고 부르고 후자에 의해 방출되는 light를 photoluminescence라고 부릅니다. chemiluminescence는 촉매제(catalyst)로 chemical compound를 이용할 경우 chemiluminescence라는 말을 그냥 사용합니다만 촉매제로 효소(enzyme)을 이용하게 되면 생물발광(bioluminescence)라는 말을 사용합니다. 효소반응도 화학반응이지만 워낙 효소를 이용한 발광의 분야가 확대되어 따로 생물발광이란 말을 쓰는 것이죠... 방사되는 에너지의 정도는 복잡하게는 물질의 플랑크 상수와 emitted photon의 frequency에 비례하지만 여기서 부터는 물리적인 내용이므로 줄이겠습니다. 참고로 photoluminescence는 emission이 어느정도 오래 지속되느냐에 따라 fluorescence와 phosphorescence로 나눌 수 있습니다. 생물공학적 적용사례는 워낙 방대합니다. 실험적으로는 western blot을 할때 최종 단계에서 peroxidase reaction을 일반적으로 수행하는데 이때 활용이 많이 되고 있죠... 그리고 유전자 발현 조절을 간단히 확인하는 방법으로 reporter gene assay를 많이 하는데 여기서 luciferase를 이용하여 무지 많이 이용하고 있습니다. 이런한 것은 산업적으로 약물 검색을 할때 luminscence system을 이용한 high-throughput screening을 많이 하고 있고 또한 각종 질병 진단 kit를 보면 발광을 이용하는 사례들이 많이 있습니다. 일단은 여기까지만 소개하구요 좀 더 궁금하신게 있으면 다시 활발한 토의를 했으면 합니다. 도움이 되셨는지 모르겠네요.. 하시는 일 잘 되시길 바랍니다. >전반적인 것을 원합니다. 답변 부탁드립니다. 논문 해석중인데 도대체 이해가 가질 않습니다. -
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김성원님의 답변
2004-11-18- 0
저도 자세한 것은 Molecular Probes 사에서 나온 handbook을 보고 공부했습니다. 웹사이트나 핸드북을 주문하시면 자세히 알 수 있으실 것 같습니다. 지난 주 분자영상학회에서 들은 얘기지만 Weissleder나 Gambhir와 같은 분자영상의 대가들은 요새 chemoluminescence를 그냥 luminescence(발광)로 photoluminescence를 fluorescence(형광)로 그냥 칭하고 있다고 합니다. 물리학적으로 엄연히 다르겠지만 생물학적으로는 그렇게 통용되고 있습니다. 발광은 luciferase에 의한 luciferin의 분해로 빛이 방출되는 것이 가장 대표적인 것인데 수십가지의 luciferin(Luc)이 추출되어져 있습니다. 따라서 외부에서 빛을 쪼여주지 않아도 Luc만 넣어주면 빛이나는 좋은 점이 있습니다만 가격이 상대적으로 비쌉니다. 형광은 외부에서 형광물질을 여기시켜줄 수 있는 빛에너지(주로 레이져)를 주어야 반드시 빛이 나지만 사용할 수 있는 물질들이 많고 그에 따라 다양한 색을 골라서 쓸 수가 있습니다. 형광을 이용한 가장 대표적인 기술이 fluorescence resonance energy transfer(FRET)로 각 형광물질이 독특한 excitation 파장과 emission 파장을 가지고 있으므로 만약 A 물질의 emi 파장이 B 물질의 exc. 파장과 같다면 결국 A 물질의 exc. 파장을 주었을 경우, A 물질의 emi. 파장대신 B 물질의 emi. 파장이 나온다는 것입니다. 이때 A와 B 물질의 거리는 1-10 nm안에 있어야 하고 멀어지면 결국 B의 emi. 파장대신 원래의 A emi. 파장이 나올 것입니다. 여기서 1-10 nm 안에 있을 때, 두 물질은 quenching 되어있다고 하며 떨어지면 dequenching 됩니다. 요새 receptor-ligand, protein folding, high-throughput screening 등에서 FRET를 많이 사용하고 있습니다. 질문 내용이 약간 광범위하여 여기서의 답변만으로 해결하시기는 어려울 것 같고 직접 발품팔아서 인터넷 검색으로 공부를 하시는게 가장 좋겠습니다. 검색창에 형광, 발광, fluorescence, luminescence, FRET, AIEE, HTS, molecular probe, activatable probe, molecular imaging, non-invasive imaging 등 다양하게 검색해 보시길 권합니다. -
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한광수님의 답변
2004-11-21- 0
감사합니다...잘 활용하겠습니다. 앞으로도 종종 도움 부탁드립니다...