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환경유해물질 분석 연구지원

분석기술역량강화 및 환경연구전문지원시스템 구축

• 유·무기 화학분석법/장치기술 개발로 최고수준의 첨단장비 분석지원
• 화학물질 및 환경오염물질 관리를 위한 맞춤형 분석법개발 및 전문분석지원
• 환경재난 및 오염사고 관리를 위한 국가 연구개발사업 참여
• Total Solution 제공을 위한 구조/조성분석 연계 지원강화
• Package Analysis Program 개발을 통한 분석지원 고도화
• User Group 활성화 및 사용자 Feedback System구축
• 분석법 표준화 및 지역센터 동종분석지원장비 연계 강화
• 분석기술 역량강화 환경연구 전문지원 시스템구축

유해물질 모니터링 적용기법개발 및 오염원 추적연구

• 식품중 난분해성오염물질 안전관리
• 황사의 특성분석 및 유해물질 모니터링 적용기법 개발
• 매몰지 침출수 추적법 및 방사선 노출 영향 평가 기술 개발
• 토양, 폐기물 중 할로겐원소 분석기법 개발 및 오염도 평가법 연구

발전계획

• 유해화학물질 및 환경분야 전문연구지원 체계구축
• 국가적 환경재난대응 분석시스템으로 구축·운영
• 화학물질 재난 대응 관리 기술개발/사회문제해결형

나노바이오 융합 연구지원

1) 고시간 분해능 다차원 분자이미징 연구

2D IR Spectroscopy

• 2D 주파수 영역에서 분자 진동의 상관관계 펨토초 실시간 분석
• 2D IR 스펙트럼 분석을 통한 극초단 시간영역의 분자 동역학 연구
• 다양한 화학/생체동역학 반응에 대한 메커니즘 규명 연구 활용

Femtosecond CD Spectroscopy

• 펨토초 레이저 간섭 CD 분광기술 개발(Nature, 2009)
• 단 하나의 레이저 펄스로 분자의 입체구조 분석이 가능한 초감도 CD 분광장비 개발
• 단백질, DNA folding/unfolding 연구

활용분야

• 생화학반응 동역학: 단백질, DNA folding-unfolding, 효소-촉매 반응 등
• 화학반응 동역학: Chemical exchange (산-염기 반응, 이온 해리 동역학) 등
• 약물결합 연구, 반도체 및 나노물질 광물성 연구 등

• Polarization-Angle-Scanning 2D Spectroscopy
• DNA protein amino acid

2) 고공간분해능 Atomic Scale 이미징 연구

• 고 분해능 (S)TEM을 이용한 나노 계면 및 박막의 상 연구
• 3D TEM & Spectroscopy 이미징 기술 개발 (장비구축 필요)
• 디바이스, 촉매 특성 메커니즘 연구

• 3D Tomography 구조 관찰기술
• Electron Holography 기술
• 단일 원자 2D 영상화 관찰기술
• 계면의 단일원자 3D 영상화기술

단백질 특성분석 연구지원

단백질 의약품 전문분석

• 단백질의약품의 개발 및 품질검증을 위한 구조 및 물리화학적 특성분석 인프라 구축
• 분석방법의 표준화 및 표준분석자료 확보
• 단백질의약품 구조특성 분석법 확립 및 통합분석지원 시스템 구축
• 국내 의약품 개발기업과의 분석협력
• 분석기술 전수 및 교육

생체기능물질 발굴/분석 연구

• Omics 기반 기능단백질 및 생리활성 물질 발굴/분석 시스템 구축
• 작용 네트워크 분석을 통한 기능물질 정성·정량분석
• 단백질 세포내 위치탐색을 통한 질병진단 및 신약 타겟 바이오마커 탐색

활용분야

• 제약 및 식품 분야 : 단백질의약품 특성분석, 신약개발, 기능성 물질 개발
• 생물 및 의학 분야 : 바이오마커 발굴, 질병 메카니즘 연구
• 농업 및 해양수산 : 기능성 생리활성물질 탐색

성과1XRF, XPS를 이용한 환경매체 중 할로겐원소의 변이 연구

연구내용

• 토양 내 불소(F) 오염도 신속 평가법 개발 : 토양 중 공존원소(Fe) 간섭현상 보정방법 및 이의 검증 (Spectrochimica Acta Part B 69 (2012) 38-43 (IF=2.876))
• 고상추출과 WDXRF를 결합한 브롬(Br) 및 유기비소(DMA) 분석법 개발 : 음/양이온 교환수지를 이용한 분석물질 농축 및 WDXRF를 이용한 신속분석 (Journal of Hazardous Materials 260 (2013) 24-31 (IF=3.925))

활용방안

구미 불화수소 누출사고와 같은 환경재난 발생 시, 본 연구개발기술을 연계하여 주변지역 환경시료의 신속한 분석 및 대응 의사결정이 가능할 것으로 기대됨

연구내용 [특허출원 : 등록번호 : 10-1305425 (2013.09.02.)]

• X-선 형광분석법(X-ray fluorescence technique, XRF)을 이용하여 토양 내 불소 농도를 분석하는 방법으로, 토양으로부터 채취된 시료를 전처리하고 시편으로 가공하는 시편준비단계, 상기 XRF로 상기 시편을 분석하여 분석데이터를 수득하는 단계 및 상기 분석데이터를 보정하여 불소 농도를 분석하는 단계로 구성됨
• 개량된 시편제조방법 통하여 토양 내 불소를 약 100 mg/kg 수준으로 정량할 수 있으며, 시료 매질에 존재하는 간섭원소(Fe 및 Mn)의 영향을 배제할 수 있는 보정계수 및 그 적용방법을 제공함
• 검출한계를 향상시킬 수 있는 X-선 형광분석용 시편 제조방법을 제공함으로써, 분석의 감도 및 검출한계를 개선할 수 있음
• X-선 형광분석법을 이용하여 토양 내 오염원소를 분석 시, 분석에 영향을 주는 타 원소의 간섭현상을 배제할 수 있어 분석 정확성을 향상시킬 수 있음

성과2펨토초 적외선 키랄분광기 및 초감도 레이저 간섭 CD 분광기 개발

펨토초 적외선 키랄 분광기 개발

연구내용 [특허출원 : 등록번호 : 10-1305425 (2013.09.02.)]

키랄분자 진동에 의한 적외선 광학활성 신호를 펨토초 시간영역에서 분석할 수 있는 독창적인 레이저 분광기술 세계 최초 개발 [논문게재: Nature, 2009]

활용방안

• 단백질, DNA 등 생체분자의 입체구조에 대한 극초단 시간영역 동역학 분석 가능
• 약물, 효소, 촉매 등 광학 이성질체의 반응 메커니즘 연구 활용 가능

초감도 레이저 간섭 CD 분광기 개발

연구내용

• 자외선,가시광선 영역에서 레이저 파동간섭 현상을 이용한 초감도 CD 분광 측정기술 개발 [논문게재: PRL, 2013]
• 독창적인 레이저 광학설계를 통한 기존방법의 근본적 한계 극복
• 단 하나의 레이저 펄스만으로 키랄분자의 입체구조 분석이 가능함을 실험적 증명

활용방안

• 난용성 생체고분자의 미량 CD 및 시분해 CD 분석 가능
• 생체물질, 키랄화합물, 나노합성물질의 입체동역학 연구 활용 가능

성과3연구지원 우수성과(TEM) : 고분자 나노선을 이용한 고성능 유기트랜지스터 개발

연구내용

DPP 계열의 다양한 반도체 고분자의 용액 내 자기조립(self-assembly) 나노선 결정제조를 입증하였으며 특성측정결과 필름을 이용한 소자 보다 10 배 가까이 빠른 전하 이동도가 구현됨을 확인함.[Advanced Materials 온라인판, 2013.6.19]

활용방안

나노 논리회로, 나노 태양전지, 디스플레이 분야 각종 나노 기기 소자에 적용

반도체 고분자 나노선 결정의 구조분석