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Home > Issues > Volume22 (2012) > No.4(pp117-156)

철원소를 함유한 분자기반 생체물질 나노입자들의 연 x선 방사광 분광 연구

한국자기학회지, Volume 22, Number 4, 31 Aug 2012, Pages 125-129
이은숙 (가톨릭대학교 물리학과), 김대현 (가톨릭대학교 물리학과), 황지훈 (가톨릭대학교 물리학과), 이기호 (가톨릭대학교 물리학과), 강정수 * (가톨릭대학교 물리학과)
Abstract

이 연구에서는 헬리코박터 파이로리 페리틴, 헴, NaM[Fe(CN)6] ·H2O 프러시안 블루(M=Co, Ni) 등의 분자기반 생체물질 나노 입자들의 전자 구조를 연구하기 위하여 방사광을 광원으로 사용한 연 x선 광흡수 분광(soft x-ray absorption spectroscopy: XAS) 과 연 x선 자기 원편광 이색성(soft x-ray magnetic circular dichroism: XMCD) 분광법 실험을 수행하였다. 이 연구로부터 페리틴 나노 입자들을 구성하고 있는 Fe 이온들은 모두 거의 3가 (Fe3+)의 원자가 상태에 있으며, 프러시안 블루 나노 입자들 내의 Fe 이온들은 Fe2+-Fe3+)의 혼합원자가 상태에 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 페리틴 내의 Fe3+ 이온들은 한 종류의 대칭성을 가진 국소 구조를 가지며, Fe 이온들의 자기모멘트는 모두 한 방향으로 정렬되어 있다는 사실을 발견하였다. 그리고 프러시안 블루 나노 입자들의 Fe 이온의 국소적 결합은 주로 (CN) 리건드와의 결합에 의하여 결정된다는 것을 분광학적으로 알 수 있었다.

By employing soft x-ray absorption spectroscopy (XAS) and soft x-ray magnetic circular dichroism (XMCD), the electronic structures of molecule-based nano bioparticles, such as Helicobacter pylori ferritin (H. pylori ferritin), Heme, NaM[Fe(CN)6] · H2Otype Prussian Blue (M=Co, Ni) analogue, have been investigated. The measured Fe 2p XAS spectra reveal that Fe ions are trivalent (Fe3+) in H. pylori ferritins, while they are in the Fe2+-Fe3+ mixed-valent states in NaM[Fe(CN)6] · H2O Prussian Blue analogues
(M=Co, Ni). According to the Fe 2p XMCD spectrum of high-state H. pylori ferritin, all the Fe3+ ions have the same local symmetry and their magnetic moments are aligned in the same direction. It is also found that the Fe 3d orbitals in NaM[Fe(CN)6] · H2O have a strong covalent bonding to (CN) ligands, but with a very weak bonding to the 2p orbitals of O ligands.

 

Keywords: 연 x선 광흡수 분광; 연 x선 자기 원편광 이색성; 페리틴; 프러시안 불루; 헴; XAS; XMCD; ferritin; prussian blue analogue; heme
DOI: http://dx.doi.org/10.4283/JKMS.2012.22.4.125