질량분석연구실
화학과 오한빈
질량분석연구실은 첨단 질량분석학을 기반으로 다양한 화학 및 생명과학 분야의 분석기술을 선도적으로 개발하고 있습니다. 본 연구실은 고분해능 질량분석기, MALDI-TOF, LC-MS/MS 등 최신 분석 장비와 혁신적인 실험실 자동화 시스템을 활용하여, 환경, 식품, 의약품, 생명과학 등 다양한 분야에서 요구되는 미량 유해물질, 생체분자, 신약 후보물질 등의 신속하고 정확한 정성·정량 분석을 수행하고 있습니다.
특히, 자유라디칼 개시 펩타이드 시퀀싱(FRIPS), 전자포획분해(ECD), 충돌유발분해(CID) 등 다양한 이온화 및 분해 기법을 적용하여 복잡한 생체분자 및 고분자 화합물의 구조와 특성을 규명하고 있습니다. 이러한 분석법은 단백질, 펩타이드, 올리고머, 지질 등 다양한 생체분자 및 화학물질의 구조적 정보와 상호작용을 밝히는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
최근에는 인공지능(AI)과 머신러닝(ML) 기반의 화학정보학 및 반응예측 연구에도 집중하고 있습니다. 대규모 질량분석 데이터와 화학 구조 정보를 활용하여, 신약 후보물질, 불법 약물, 환경 유해물질 등 미지의 화합물 동정 및 분류를 위한 AI 기반 소프트웨어와 알고리즘을 개발하고 있습니다. 또한, 머신러닝을 활용한 액체크로마토그래피(LC) 유지시간 예측, 하이브리드 유사도 검색, 분자 네트워킹 등 첨단 데이터 분석 기법을 도입하여, 복잡한 혼합물 내에서 미지의 화합물 탐지 및 구조 예측의 정확도를 크게 높이고 있습니다.
환경 및 생체시료 내 유해화학물질의 정밀 분석과 위해성 평가 연구에도 선도적인 역할을 하고 있습니다. 실내 공기, 식품, 소비재, 생체유체 등 다양한 환경 및 생체 시료에서 미량의 오염물질, 잔류물, 신종 유해물질을 검출하고, 이들의 노출량 및 독성 평가를 위한 분석법을 개발하고 있습니다. 또한, 생체 내 대사체 분석(메타볼로믹스), 단백질체 분석(프로테오믹스) 등 오믹스 기반 바이오마커 발굴 연구도 활발히 수행하고 있습니다.
이러한 연구 성과는 환경보건, 식품안전, 공중보건, 산업안전 등 다양한 분야에서 국민 건강 보호와 환경 안전성 확보에 중요한 과학적 근거를 제공하고 있습니다. 정부 및 산업계와의 협력 연구를 통해 실질적 정책 및 규제 개선에도 기여하고 있으며, 미래 사회가 요구하는 융합적 분석기술과 데이터 기반 혁신을 선도하는 연구실로 자리매김하고 있습니다.
Peptide Sequencing
Mass Spectrometry
Machine Learning in Mass Spectrometry
질량분석학 기반 첨단 분석기술 개발
질량분석연구실은 질량분석학(Mass Spectrometry, MS)을 중심으로 한 첨단 분석기술 개발에 주력하고 있습니다. 본 연구실은 다양한 시료의 정성 및 정량 분석을 위해 고분해능 질량분석기, MALDI-TOF, LC-MS/MS 등 최신 장비와 분석법을 활용하고 있습니다. 이를 통해 환경, 식품, 의약품, 생명과학 등 다양한 분야에서 요구되는 미량 유해물질, 생체분자, 신약 후보물질 등의 신속하고 정확한 분석이 가능하도록 연구를 진행하고 있습니다.
특히, 본 연구실은 자유라디칼 개시 펩타이드 시퀀싱(FRIPS), 전자포획분해(ECD), 충돌유발분해(CID) 등 다양한 이온화 및 분해 기법을 적용하여 복잡한 생체분자 및 고분자 화합물의 구조와 특성을 규명하고 있습니다. 이러한 분석법은 단백질, 펩타이드, 올리고머, 지질 등 다양한 생체분자 및 화학물질의 구조적 정보와 상호작용을 밝히는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
더불어, 연구실은 3D 프린팅, 로봇 자동화, 디지털 마이크로플루이딕스 등 혁신적인 실험실 자동화 기술을 질량분석 실험에 접목하여 분석 효율성과 재현성을 극대화하고 있습니다. 이러한 융합적 접근은 대량의 시료 처리, 고속 분석, 데이터 신뢰성 향상 등 실질적인 연구 현장의 문제를 해결하는 데 기여하고 있습니다.
AI 및 머신러닝 기반 화학정보학과 반응예측
최근 질량분석연구실은 인공지능(AI)과 머신러닝(ML) 기술을 접목한 화학정보학(Chemoinformatics) 및 반응예측 연구에 집중하고 있습니다. 본 연구실은 대규모 질량분석 데이터와 화학 구조 정보를 활용하여, 신약 후보물질, 불법 약물, 환경 유해물질 등 미지의 화합물 동정 및 분류를 위한 AI 기반 소프트웨어와 알고리즘을 개발하고 있습니다. 이를 통해 기존의 분석법으로는 한계가 있던 신속한 스크리닝 및 비표적 분석이 가능해졌습니다.
특히, 머신러닝을 활용한 액체크로마토그래피(LC) 유지시간 예측, 하이브리드 유사도 검색, 분자 네트워킹 등 첨단 데이터 분석 기법을 도입하여, 복잡한 혼합물 내에서 미지의 화합물 탐지 및 구조 예측의 정확도를 크게 높이고 있습니다. 또한, OECD QSAR Toolbox 등 국제 표준 도구와의 연계 연구를 통해 독성 예측, 환경 위해성 평가 등 규제 과학 분야에도 기여하고 있습니다.
이러한 연구는 식품, 의약품, 환경, 법과학 등 다양한 분야에서 신속하고 정확한 화합물 동정 및 위해성 평가를 가능하게 하며, 궁극적으로 국민 건강과 안전, 산업 현장의 품질 관리, 신약 개발 등 사회적 요구에 부응하는 혁신적 분석 플랫폼 구축에 중추적 역할을 하고 있습니다.
환경 및 생체시료 내 유해물질 분석과 위해성 평가
질량분석연구실은 환경 및 생체시료 내 유해화학물질의 정밀 분석과 위해성 평가 연구에도 선도적인 역할을 하고 있습니다. 실내 공기, 식품, 소비재, 생체유체 등 다양한 환경 및 생체 시료에서 미량의 오염물질, 잔류물, 신종 유해물질을 검출하고, 이들의 노출량 및 독성 평가를 위한 분석법을 개발하고 있습니다.
특히, 사차암모늄염, 플라스틱 첨가제, 미세플라스틱, 살생물제, 약물 대사체 등 다양한 유해물질의 동시분석법, 표준시료 개발, 노출 및 위해성 평가 가이드라인 마련 등 실질적인 사회적 문제 해결에 기여하고 있습니다. 또한, 생체 내 대사체 분석(메타볼로믹스), 단백질체 분석(프로테오믹스) 등 오믹스 기반 바이오마커 발굴 연구도 활발히 수행하고 있습니다.
이러한 연구는 환경보건, 식품안전, 공중보건, 산업안전 등 다양한 분야에서 국민 건강 보호와 환경 안전성 확보에 중요한 과학적 근거를 제공하며, 정부 및 산업계와의 협력 연구를 통해 실질적 정책 및 규제 개선에도 기여하고 있습니다.
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Comprehensive Investigation of Airborne Benzalkonium Ion Behavior Following Nebulization: Implications for Indoor Air Quality and Health Risk Assessment
이시온, 최은우, 이소연, 김민지, 김주현, 오한빈
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Elucidating Tertiary Structures of Affibody in Vacuo Using Genetic Code Expansion and FRIPS Mass Spectrometry
이재웅, 김상길, MUSLEHUDDINMUNSHI, 황보송, 이소연, 문봉진, 이현수, 오한빈
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Assessment of biodegradation and toxicity of alternative plasticizer di (2-ethylhexyl) terephthalate: Impacts on microbial biofilms, metabolism, and reactive oxygen species-mediated stress response*
DANAFAHADM.S.MOHA, ABHRAJYOTITARAFDAR, 이소연, 오한빈, 권정환
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