チョ・ミンヘン
韓国の科学者（1965年生まれ）
趙民行（チョ・ミンヘン）
生まれる（1965年2月26日）1965年2月26日
韓国
受賞歴2011 韓国科学技術院
2012 国立科学アカデミー
2013 高麗大学 ソクトップ講師
科学者としてのキャリア
フィールド化学、分光学
機関高麗大学基礎科学研究所、MIT、シカゴ大学
論文超高速溶媒ダイナミクスと非線形分光法 （1993）
博士課程の指導教員グラハム・フレミング
Webサイト分子分光・ダイナミクスセンター
チョ・ミンヘン
ハングル
조민행
漢字
趙敏行
RRチョ・ミンヘン
氏チョ・ミンヘン

趙敏行（チョ・ミンヘン、韓国語：  조민행、1965年生まれ）は、物理化学、分光学、顕微鏡学を研究する韓国の科学者です。彼は、高麗大学にある基礎科学研究所（IBS）のコヒーレント多次元分光法に関する国立創造研究イニシアチブセンターの所長を務め、現在は分子分光・ダイナミクスセンターの初代所長を務めています。

教育

化学を専攻する趙敏行（チョ・ミンヘン）は、 1987年にソウル国立大学で学士号、1989年に修士号を取得しました。その後、シカゴ大学に留学し、物理化学を専攻する傍ら、研究助手として勤務しました。グラハム・フレミング教授の指導の下、1993年に博士号を取得しました。

キャリア

チョーは博士課程1年目に数ヶ月間ロチェスター大学の客員研究員を務めた。1992年には日本の分子科学研究所（IMS）、 1993年にはブラウン大学の客員研究員も務めた。1993年には客員研究員としてIMSに戻り、1997年には客員教授として着任した。博士号取得後、1994年から1996年までMITでロバート・J・シルビー教授のもとで2年間のポスドク研究員を務めた。1996年に韓国に戻り、高麗大学理学部化学科の助教授となった。1999年に准教授、2003年に教授、2005年から2008年までは現代・起亜自動車の教授を務めた。[1]

2002年、チョ氏は高麗大学で開催された第1回多次元振動分光法に関する国際会議の議長を務めた。2003年から2006年まで韓国化学会国際協力委員会委員を務めた。2000年から2009年まで、コヒーレント多次元分光法のための国立創造研究イニシアチブセンターの所長を務めた。2014年12月に設立されたIBS分子分光・ダイナミクスセンターの所長に就任した。[2] [3] 2016年、チェ・ウォンシク氏が同センターの副所長兼超深度イメージングラボの所長に就任した。

Cho の研究グループでは、非線形光学および振動分光法、凝縮相における化学および生物系の分子動力学シミュレーション、化学反応の量子動力学、生体分子の線形および非線形キロピカル分光法、高精度レーザー技術による量子分光法とイメージング、単一粒子追跡のための散乱場の干渉測定、化学高感度分光法とイメージング、表面特異的分光法、および超高速振動顕微分光法を研究しています。

研究

  • 非線形光学分光法の理論：多重（超短）レーザーパルスを利用する非線形光学分光法は、凝縮相における超高速化学プロセスおよび生物学的プロセスの研究に広く利用されてきた。Choは過去30年間にわたり、光子エコーやコヒーレント多次元分光法などの非線形四光波混合分光法を理論的に研究してきた。電子型または振動型の色素分子の溶媒和ダイナミクス、および溶媒分子と相互作用するこれらの色素分子の均一な位相ずれプロセスを直接測定できる、古くからあるが依然として強力な分光技術の1つが、光子エコーピークシフト（PEPS）測定法である。凝縮相における色素分子の光学遷移周波数の動的不均一性とPEPS信号の関係を初めて理論的に記述したのは、Choである。非線形光学分光法の図式的表現と非線形光学およびキロプチカル分光現象の完全な理論が徹底的に調査され、2009 年に出版された著書「Two-Dimensional Optical Spectroscopy (CRC press)」に掲載されました。
  • コヒーレント多次元分光法：非線形四光波混合分光法の研究の後、不均一な線広がりの寄与による汚染なしに均一な位相ずれ過程を解明するための非常に一般的な方法であった光子エコー型分光法の自然な拡張は、複数のレーザーパルスを用いたコヒーレント多次元分光法です。長年にわたり、Cho はコヒーレント多次元光または振動分光法の一般的な理論的枠組みを開発して完成させ、水溶液中のタンパク質や核酸など、多くの複雑なシステムにそれを適用しました。可視または赤外パルスを使用する 2 次元分光法に加えて、Cho は 1990 年代に、電子モードと振動モード間の結合を調べるために赤外パルスと可視パルスの両方を同時に使用する新しいクラスの多次元分光法を理論的に提案しました (J. Chem. Phys. 109, 10559 (1998))。ごく最近、ここ数年で、このような IR-vis 四波混合型 2 次元分光法が実験的に実証され、集光性タンパク質複合体や分子集合体などの電子的に結合した多発色団システムの励起状態および振電混合における振動緩和の研究に非常に役立つことが証明されました。
  • キロプティカル分光法：キラル分子の分光法の分野において最も困難な実験の一つは、超高速時間領域キロプティカル分光法の開発です。それと並行して、古典的な分子動力学シミュレーションや量子力学/分子力学ハイブリッドシミュレーション法を用いて、キラル分子の非線形光学活性応答を計算するための理論的・計算的手法の開発が数多く行われてきました。典型的なキロプティカル信号は、吸収断面積や光散乱断面積などの線形分光観測量よりも数桁小さいため、螺旋状（左手または右手）光パルスを用いた非線形分光法は、その固有の弱さゆえに非常に困難です。市販の分光計を用いた振動円二色性測定には、ほぼ数十分から数時間かかります。そのため、超高速キロプティカル分光法の開発が長年望まれてきました。 2003年、Cho氏（J. Chem. Phys. 119, 7003-7016 (2003)）は、2次元キロプティカル分光法が分子の光学活性とその時間発展に関する重要な情報を提供できることを理論的に示しました。その後、Cho氏は、パルス偏光状態を精密に制御するヘテロダイン検出法が、溶液中のキラル有機化合物からのフェムト秒振動円二色性信号の測定に非常に有効であることを示しました。さらに、強力なレーザーパルスを水中に集光することで生成されるスーパーコンティニュームパルスを用いることで、ヘテロダイン検出によるキロプティカル信号をこれまでにない高感度で測定できます。可視周波数領域でキロプティカルスペクトルを得るには、フェムト秒レーザーパルス1つで十分です。
  • 振動ソルバトクロミズム。理論と実験：溶液やその他の凝縮相において、多原子分子の振動周波数は、溶質と溶媒分子間の分子間相互作用によりシフトします。これは古くから振動ソルバトクロミズムとして知られています。周囲の溶媒分子によって生成される外場下では、極性多原子溶質分子の多次元ポテンシャルエネルギー面が影響を受け、変化します。その結果、振動周波数がシフトし、スペクトル線の形状が変調します。過去20年間で、超高速振動分光法は劇的に進歩し、特定のタンパク質の特定部位に導入されたIRプローブの振動周波数の超高速変動を研究・モニタリングするのに非常に有用です。しかしながら、振動ソルバトクロミズムとエレクトロクロミズムに関する包括的な理論が欠如しているため、実験者は実験結果を定量的かつ正確に解釈することが困難でした。 2003年以来、チョーは振動ソルバトクロミズムの理論的発展に貢献してきました（J. Chem. Phys. 118, 3480 (2003)）。彼は、パウリ排他反発、分極、分散といった様々な分子間相互作用が、周波数シフトと揺らぎにそれぞれ異なる形で寄与し、クーロン相互作用の寄与をしばしば阻害することを示しました。彼の理論的記述と手法は、時間分解振動分光法の研究分野における多くの研究者によって、様々な複雑な分子系および生物系に適用されてきました。
  • 混雑環境における水、パーコレーション、そしてグラフ理論的アプローチ：水はほぼすべての生物学的現象において重要な役割を果たしています。細胞内で生体分子を溶解する溶媒であるだけでなく、生化学反応の反応物、あるいはタンパク質や膜の構造と機能を維持する構成要素でもあります。広く認知されている現象の一つは、塩水溶液中のタンパク質の安定性に対するイオンのホフマイスター効果です。Choらは、時間分解赤外分光法と数学的グラフ理論を用いて、イオンが水の構造とダイナミクスに与える影響を調査し、実験結果をMDシミュレーションと比較しました。高塩濃度水溶液中のイオンは大きな凝集体を形成することがありますが、それらの三次元形態構造は互いに大きく異なる可能性があることが分かっています（Ann. Rev. Phys. Chem. 69, 5.1-5.25 (2018)）。カオトロピックイオンに分類される特定のイオンは、水の水素結合ネットワークと密接に絡み合う可能性のある大きなイオンネットワークを形成する傾向があります。一方、いわゆるコスモトロピックイオンは、核形成前の初期段階で結晶状の凝集体を形成する傾向があります。我々は、細胞質環境を模倣したポリマーやオスモライトを含む非常に混雑した溶液中の水構造と振動ダイナミクスをさらに詳しく調べました。HDOやアジドなどのOD伸縮など、複数のIRプローブを用いることで、混雑したポリマーやオスモライトが水構造に及ぼす影響を明らかにしました。驚くべきことに、水溶性ポリマーやオスモライトの濃度が非常に高い場合でも、大量の水プールが存在し、これは細胞質内の水がバルク水と同様に振舞うことを意味します。実際、この発見は、バルク水と明確に異なる生物学的水（細胞内の生体高分子表面の水分子を除く）は存在しないことを示唆しており、重要です。
  • 時間分解赤外分光法と分子動力学シミュレーションによる塩溶液およびリチウムイオン電池の研究：高濃度塩溶液中の溶媒和構造とダイナミクスは、電解質の物理化学において根源的な重要性を帯びています。近年、このような水中塩型電解質や塩中水型電解質は、有機炭酸塩系電解質システムを超えた次世代リチウムイオン電池への応用の可能性から、大きな注目を集めています。私たちは、赤外ポンププローブ法、2次元赤外分光法、および分子動力学シミュレーション法を用いて、ほぼ飽和状態のリチウム塩を含む高粘性溶液中のリチウムイオン周囲の溶媒和殻構造とその輸送過程を調査しました。
  • 干渉散乱顕微鏡法：光学顕微鏡法は、生物組織や生細胞を含む物質の構造と機能を解明するための鋭いツールです。過去数十年にわたり、光学顕微鏡法と蛍光検出に基づくイメージングは​​飛躍的な技術進歩を遂げてきました。構造化照明を用いることで、生物系の超解像イメージングが実現可能であることが実験的に実証されました。しかし、このような蛍光ベースのイメージング技術は、光退色や光点滅の問題を抱えており、生物系のリアルタイムモニタリングへの幅広い応用には大きな制限があります。そのため、様々なラベルフリー光イメージング技術が開発されてきました。最近、干渉検出方式を用いた散乱場の精密かつ正確な測定に基づく純光学イメージング技術は、単一タンパク質の動態を取得するのにも有効であることが実証されました。Choらは最近、入射場と散乱場の偏光状態を変調することで検出感度を向上させ、単一の金ナノロッドの異方性と回転運動をリアルタイムで直接モニタリングすることを可能にした。この技術は、偏光選択干渉散乱顕微鏡法（Polarization Selective Interferometric Sc​​attering microscopy：PSCAT）の略称であるpsiSCATと名付けられました。さらに、リモートフォーカス（RF）アプローチをpsiSCATと組み合わせ、リモートフォーカス干渉散乱（RF-iSCAT）顕微鏡法と名付け、ビーム伝播方向に沿ったナノ粒子の運動を追跡しました。そして、この干渉散乱顕微鏡法を用いて、生細胞や生物の内部構造の光学画像を取得しました。さらに、生細胞の細胞膜構造や接着斑のダイナミクスの形態学的側面を研究する上で、この顕微鏡法の優れた応用が実証されました。
  • 周波数コム分光法とデュアルレーザー分光法：レーザー技術とエレクトロニクスの急速な発展により、テラヘルツからX線までの広い周波数範囲で様々な超高速レーザーが容易に利用可能になりました。これらの超高速レーザーは、従来のポンプ・プローブ分光法、あるいは一般的には励起検出型分光法の価値ある拡張である、時間分解振動／電子分光法の活発な開発を加速させました。ポピュレーション移動と緩和を測定するインコヒーレント分光法とは異なり、コヒーレント非線形分光法では、入射場の光位相を精密に制御する必要があります。これらの光位相は、一連のコヒーレント場-物質相互作用を介して分子の重ね合わせ状態に符号化されます。最近、複数のモード同期レーザーを用いた新しいタイプのコヒーレント非線形分光法、いわゆる周波数コムが開発されました。周波数コムの繰り返し周波数とキャリアエンベロープオフセット周波数は、無線周波数領域における標準基準原子時計周波数を用いて安定化されます。時間遅延走査は、例えば移動ステージのような機械的手段ではなく光学的に実現されるため、極めて高速かつ高精度な遅延時間走査が実験的に可能となる。Choらは、溶液中の光色素分子の二周波数コム分光法、干渉過渡吸収、そしてバクテリオクロロフィルや光捕集複合体を含む色素分子の二レーザー二次元電子分光法を初めて実証した。これらの革新的なアプローチは、可動部品のない全光制御多次元分光法の将来的な開発への道を開くものとなるだろう。
  • 波動粒子二重性、量子光学、および周波数コム単一光子干渉法：量子物理学において最も直感に反する概念の一つは、量子物体が相補的であり、ある状況では波のように、またある状況では粒子のように振舞うという考え方です。この新たな、より定量的な基盤を確立するため、チョー氏らは（Sci. Adv. 7, eabi9268 (2021)）、精密に制御された二光子源を用いて光子の波動性と粒子性の度合いを測定できることを示しました。より具体的には、光子源の特性がその波動性と粒子性に影響を与えるという発見は、相補性に関する一般的な理解を複雑化し、疑問を投げかけるものです。フェムト秒周波数コムレーザーと非常に狭い（1 Hz未満）連続波シードレーザーの両方を含む新しい「もつれ非線形二光子源（ENBS）」を用いることで、彼らは単一光子の波動性と粒子性の間の定量的な相補性関係を確立することができました。さらに、2 つの ENBS を使用した改良型マッハ・ツェンダー干渉計を構築することで、量子もつれ光子による分光法の実験的実現可能性も実証されました。
  • ラベルフリー振動イメージング。IR光熱顕微鏡法と超解像ラマンイメージング：光学顕微鏡法は、生細胞、組織、生物の生物学および医学研究において不可欠な技術です。細胞内の小器官や生体分子に部位特異的に組み込むことができる蛍光分子またはタンパク質を用いることで、高解像度の局在同定、さらには回折限界を超える超解像イメージングを実現できます。しかし、蛍光体には光退色や光点滅といった固有の特性があり、生物系の長期追跡・モニタリングへの応用は大きく制限されています。代替アプローチとして、コヒーレント反ストークスラマン散乱（CARS）と誘導ラマン散乱（SRS）に基づくラベルフリー振動イメージング技術が開発され、生物医学研究で広く利用されています。最近、Cho と同僚たちは、Cho によって理論的に提案された (JCP、148、014201 (2018)) 2 つの適切な SRS プロセスを使用したスキームを使用することで、超解像コヒーレント ラマン イメージングが可能になることを実験的に実証しました。原理的には、このアプローチは、超解像蛍光顕微鏡法を実現するために使用されてきた従来の方法とはまったく異なります。また、別のラベルフリー振動顕微鏡技術として、IR ビームを使用して振動分子を励起し、可視ビームを使用して作成された過渡光熱レンズを調べる IR-vis 光熱イメージング (IPI) があります。Cho と同僚たちは IPI を開発し、それを使用してヒト神経細胞内のタンパク質分布を可視化し、細胞分裂の全過程にわたってタンパク質濃度の変化をリアルタイムで追跡しました。

メンバーシップ

  • 2010年：韓国科学技術アカデミー会員[4]
  • 2002–2009: 韓国科学技術アカデミージュニア会員
  • 1996年～現在：韓国化学会常任会員
  • 1996年～現在：アメリカ化学会会員

ジャーナル編集委員

栄誉と賞

参考文献

  1. ^ 「チョ・ミンヘン所長」分子分光・ダイナミクスセンター基礎科学研究所2019年8月19日閲覧。
  2. ^ 「分子分光・ダイナミクスセンター」基礎科学研究所. 2016年8月31日閲覧。
  3. ^ “IBS 신규 연구단장 3명 연구 착수...플라크(Massey Univ.), 명경재(NIH), 조민행(고려대) 등”. BRIC（韓国語）。 2014 年 12 月 16 日。2019 年8 月 20 日に取得。
  4. ^ 조민행 (趙敏行). Korean Academy of Science and Technology . 2019年8月20日閲覧。
  5. ^ 「Editorial Board Archive 1933–2018」（PDF） . Scitation . The Journal of Chemical Physics . 2019年8月20日閲覧。
  6. ^ 「AWARD1-1: 純粋な位相ずれ、量子デコヒーレンス、そして波動粒子二重性」. 2023 KCS総会・展示会.韓国化学会. 2023年11月6日閲覧。
  7. ^ 김、지환 (2018 年 4 月 7 日)。 고려대 '개교 113주년 고대인의 날'…각부문 공로 400여명 수상 영예。アジアトゥデイ(韓国語) 。2019 年8 月 20 日に取得。
  8. ^ 물리화학분과회 - 역대수상자(입재물리화학상)。大韓化学会(韓国語) 。2019 年8 月 20 日に取得。
  9. ^ 이, 진용 (2012 年 4 月 4 日)。 고려대 '개교 107주년 기념식 및 고대인의 날' 행사。헤럴드경제 (韓国語)。ヘラルド社。2019 年8 月 20 日に取得。
  10. ^ 박、창규 (2013 年 10 月 21 日)。 [고려大 미래과학 콘서트]다차원 분광학 분야서 독보적 성과。東亜日報（韓国語）。2019 年8 月 20 日に取得。
  11. ^ 조민행 (1965년생)고려대 화학과 교수.東亜日報（韓国語）。 2012年。2019 年8 月 20 日に取得。
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  13. ^ 김、태현 (2010 年 9 月 27 日)。 [부산·경남]백경환 성균관대 교수 등 5명 경암학술상 수상。韓国経済新聞（韓国語）。2019 年8 月 20 日に取得。
  14. ^ 홍、희경 (2009 年 12 月 3 日)。 달의 과학자 조민행교수。ソウル新聞(韓国語) 。2019 年8 月 20 日に取得。
  15. ^ 조、성진 (2009 年 12 月 2 日)。 12月 과학기술자상 고려대 조민행 교수。フィナンシャルニュース（韓国語）。2019 年8 月 20 日に取得。
  16. ^ 과기부 '젊은 과학자상 수상자' 발표.ネイバー（韓国語）。聯合ニュース社。 1999 年 1 月 12 日。2019 年8 月 20 日に取得。
  17. ^ 과학계 신인상 받은 '젊은과학자상 수상자들'…20년 만에 주역으로 우뚝。韓国科学技術院(韓国語)。 2016 年 8 月 10 日。2020 年8 月 21 日に取得。
  18. ^ “BRIC” 조민행 (チョ・ミンヘン) 고려대학교.ブリック。 2008年。2019 年8 月 20 日に取得。
  • 高麗大学分子分光学・ダイナミクスIBSセンター
  • Google Scholarページ
  • オーシド
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