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존 펜

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목차

1. 개요

존 펜은 뉴욕에서 태어나, 전기분무 이온화(Electrospray ionization) 개발을 통해 생체 물질의 질량 분석법 발전에 기여하여 2002년 노벨 화학상을 수상한 미국의 화학자이다. 몬산토에서의 경력을 시작으로, 프린스턴 대학교, 예일 대학교를 거쳐 버지니아 커먼웰스 대학교에서 교수로 재직하며 연구를 수행했다. 전기분무 이온화 기술은 단백질과 같은 큰 분자의 질량을 정확하게 측정하는 데 기여했으며, 후천성면역결핍증(AIDS) 치료제 개발에도 영향을 미쳤다. 예일 대학교와의 특허 관련 분쟁을 겪기도 했으며, 2010년 버지니아에서 사망했다.

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존 펜 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
2005년 존 펜
출생명존 베넷 펜
출생일1917년 6월 15일
출생지미국 뉴욕 뉴욕 시
사망일2010년 12월 10일
사망지미국 버지니아주 리치먼드
국적미국
연구 분야 및 경력
분야화학
직장프린스턴 대학교
예일 대학교
버지니아 커먼웰스 대학교
모교예일 대학교
학위베리아 칼리지 (AB)
예일 대학교 (PhD)
박사 학위 논문 제목염산의 메탄올-물 혼합물에서의 열역학
박사 학위 논문 URLProQuest
박사 학위 논문 연도1940년
업적 및 수상
주요 업적전기 분무 이온화
수상훔볼트 상 (1982년)
톰슨 메달 (2000년)
ABRF 상 (2002년)
노벨 화학상 (2002년)
윌버 크로스 메달 (2003년)

2. 생애 및 교육

존 펜은 뉴욕시에서 태어나 켄터키주에서 자랐다. 베어아 칼리지에서 학사 학위를 받고, 1940년 예일 대학교에서 박사 학위(PhD)를 취득했다.[4] 대학원 진학을 고려할 때, 하버드 대학교 화학 교수였던 헨리 벤트는 펜에게 수학 수업을 추가할 것을 권했다. 펜은 훗날 자신의 수학 실력 부족이 경력에 걸림돌이 되었다고 회고했다.[4]

2. 1. 어린 시절과 교육

존 펜은 뉴욕시에서 태어나 뉴저지주 해켄색에서 자랐다. 대공황 이전 몇 년 동안, 펜의 아버지는 여러 직업을 전전했는데, 그중에는 포커 항공사의 제도사로 잠시 일한 것도 포함된다.[4] 그 당시 찰스 린드버그의 비행기 ''심령의 성 루이''가 회사 격납고 중 한 곳에 잠시 보관되었다. 펜은 10살 때 조종석에 앉아 유명한 비행기를 조종하는 척했다고 회상했다.[4] 대공황이 시작되면서 가족의 재정 상황이 악화되자, 베어아 칼리지 교수진에 있던 숙모 헬렌 딩먼이 가족을 도와 켄터키주 베어아로 이사했다.[5] 펜은 베어아 칼리지와 연합 학교에서 교육을 마쳤고, 15세에 고등학교 과정을 공식적으로 마쳤지만, 너무 어린 나이에 대학에 진학하는 대신 1년 동안 추가 수업을 들었다.[4] 그는 베어아 칼리지에서 학사 학위를 받았는데, 아이오와 대학교에서 여름 학기에 유기화학 수업을, 퍼듀 대학교에서 물리화학 수업을 들은 것이 도움이 되었다.[4]

펜이 대학원 진학을 고려했을 때, 당시 하버드 대학교 화학 교수였던 헨리 벤트는 그에게 추가적인 수학 과정을 수강할 것을 권했다. 그의 학부 화학 프로그램은 최소한의 수학 과정만을 요구했고, 고등학교 과정에서 높은 성적을 거두었기 때문에 이러한 과정에서 면제되었다. 벤트의 조언에 따라 펜은 수업 일정에 수학 수업을 추가했다. 펜은 항상 자신의 수학 기술 부족이 자신의 경력에 걸림돌이 되었다고 느꼈다.[4] 몇몇 지원서를 제출한 후, 펜은 예일 대학교와 노스웨스턴 대학교로부터 조교직 제안을 받았고, 예일 대학교의 직책을 수락했다.[4] 펜은 고스타 아켈로프 밑에서 물리화학으로 대학원 과정을 이수했다.[4] 그는 1940년에 예일 대학교에서 박사 학위(PhD)를 받았다.[4]

2. 2. 연구 경력

대학원을 졸업한 후, 펜의 첫 직장은 몬산토의 인산염 사업부였으며, 폴리염화비페닐(PCBs)을 생산하는 일을 했다.[3] 펜과 그의 동료 제임스 멀렌은 몬산토에서의 연구 방향에 실망하여 1943년 함께 사임했다.[3] 펜은 아밀 클로라이드 유도체 생산에 중점을 둔 샤플리스 케미컬스라는 소규모 회사에서 잠시 일했다.[4] 1945년, 그는 멀렌이 새로 설립한 익스페리먼트라는 연구 개발 회사에 합류했다. 펜의 첫 논문은 1949년 멀렌과의 연구 결과로 발표되었는데, 대학원 졸업 10년 후에 논문을 발표한 것은 학계에서는 다소 드문 일이였다.[4]

1952년, 펜은 프린스턴 대학교로 자리를 옮겨 해군연구소의 자금 지원을 받는 제트 추진 관련 연구 프로그램인 프로젝트 스퀴드의 책임자가 되었다.[4] 이 기간 동안 펜은 현재 화학 물리학 연구에 널리 사용되는 초음속 원자 및 분자 빔 발생장치 개발 연구를 시작했다. 프로젝트 스퀴드에서 일한 후, 펜은 1967년 예일 대학교로 돌아왔다. 그는 1987년까지 화학과와 공학과에 공동 임용되어 메이슨 연구소에서 많은 연구를 수행했다.[15] 1987년, 펜은 예일 대학교의 강제 정년퇴임 연령에 도달했다. 그는 명예교수가 되어 대학에서 사무실 공간을 사용할 수 있었지만, 연구실 공간과 연구 조교의 대부분을 잃었다.[10]

강제 정년퇴임과 전기분무 이온화 발명에 대한 권리 문제를 놓고 예일 대학교와 분쟁을 빚은 후, 펜은 버지니아주 리치먼드로 이사하여 버지니아 커먼웰스 대학교(VCU) 화학과의 분석화학 교수로 합류했다. VCU는 1990년대 후반에 공과대학을 설립했고, 펜은 사망할 때까지 두 학과의 공동 교수직을 맡았다.[18] 80대에도 펜은 연구실에서 연구하는 것을 즐겼으며, "젊은 사람들과 어울리고 교류하는 것을 좋아합니다. 집에서 발밑에 걸리적거리는 것보다 낫죠."라고 말했다.[6]

1962년부터 예일 대학교 화학공학과에 속해 1987년 정년퇴직했지만, 그 사이 노벨상 수상 업적으로 이어진 연구를 수행했다. 1983년 훔볼트상 수상.

20년 이상 예일대학교에 재직한 후, 1994년부터는 버지니아 커먼웰스 대학교에서 분석화학 교수로 재직했다.

2002년, 전기분무 이온화법 개발로 노벨 화학상을 수상했다. 전기분무 이온화법은 생체물질을 질량 분석하는 데 필수적인 기술이다. 같은 해 생체분자 기술 분야의 뛰어난 업적으로 생체분자자원협회상도 수상했다.

펜의 발견은 곧바로 다양한 구체적인 업적으로 나타났다. 예를 들어, 유망한 복잡한 신화합물을 평가하는 속도가 비약적으로 빨라지면서 1990년대에는 후천성면역결핍증(에이즈) 치료제(프로테아제 저해제) 개발이 진전되었다.

전기분무 이온화의 특허를 둘러싸고 예일대학교와 법정 다툼을 벌였으나, 2005년 2월 8일 예일대학교 측이 100만달러와 일부 특허권을 획득하게 되었다.

2. 3. 예일 대학교와의 갈등과 버지니아 커먼웰스 대학교

1987년, 펜은 예일 대학교의 강제 정년퇴임 연령에 도달했다. 그는 명예교수(professor emeritus)가 되어 대학에서 사무실 공간을 사용할 수 있었지만, 연구실 공간과 연구 조교의 대부분을 잃었다.[10]

강제 정년퇴임과 전기분무 이온화(electrospray ionization) 발명에 대한 권리 문제를 놓고 예일 대학교와 분쟁을 빚은 후, 펜은 버지니아주 리치먼드(Richmond, Virginia)로 이사하여 버지니아 커먼웰스 대학교(Virginia Commonwealth University, VCU) 화학과의 분석화학(analytical chemistry) 교수로 합류했다. VCU는 1990년대 후반에 공과대학을 설립했고, 펜은 사망할 때까지 두 학과의 공동 교수직을 맡았다.[18] 80대에도 펜은 연구실에서 연구하는 것을 즐겼으며, "젊은 사람들과 어울리고 교류하는 것을 좋아합니다. 집에서 발밑에 걸리적거리는 것보다 낫죠."라고 말했다.[6]

펜의 전기분무 이온화 연구는 그를 그의 모교이자 전직장인 예일 대학교와 대립하게 만든 소송의 중심에 있었다. 예일 대학교와의 분쟁은 1987년, 펜이 예일 대학교의 강제 정년퇴임 연령인 70세가 되면서 시작되었다.[10] 대학교 정책에 따라 펜은 명예교수가 되었고, 이로 인해 실험실 공간이 축소되었다.[18] 예일 대학교의 명예교수는 여전히 사무실을 제공받지만, 자신만의 연구를 수행하거나 실험실을 관리할 수는 없다.[11] 1989년, 예일 대학교가 그의 전기분무 연구의 진행 상황과 잠재력에 대해 문의했을 때, 그는 그 잠재적인 과학적, 상업적 가치를 축소하여 설명했다.[10] 펜은 자신이 베이-돌 법(Bayh–Dole Act)에 따라 발명에 대한 권리를 가지고 있다고 믿었다.[12] 펜은 스스로 기술에 대한 특허를 받았고, 자신이 일부 소유한 회사인 브랜포드의 Analytica에 라이선스 권리를 판매했다. 1993년, 전기분무 기술 사용 라이선스를 얻으려는 한 사기업이 그 발명을 예일 대학교로 거슬러 올라가면서, 예일 대학교는 펜이 특허를 보유하고 있다는 것을 알게 되었다.[10][12]

교수 또는 학생이 생성한 특허에 대한 예일 대학교의 정책은 특허에서 발생하는 로열티의 일정 비율을 대학교가 미래 연구 자금으로 사용해야 한다는 것이다. 그들은 대학 시설 외부에서 생성되거나 연구자의 "지정된 활동"과 관련이 없는 특허에 대한 권리를 주장하지 않는다.[12] 펜은 대학교의 강제 정년퇴임 연령으로 인해 축소된 이후에 연구가 완료되었기 때문에 자신이 기술을 소유하고 있다고 주장했다.[12]

예일 대학교는 사기업과 자체 라이선스 계약을 체결했고, 이로 인해 펜은 1996년에 학교를 상대로 소송을 제기했다. 예일 대학교는 반소를 제기하여 손해 배상과 특허의 재할당을 요청했다.[12] 양측은 중재를 반복적으로 시도했음에도 불구하고 법정 밖 합의에 이르지 못했다. 2005년, 미국 지방 법원 판사인 크리스토퍼 드로니(Christopher Droney)는 펜에게 불리한 판결을 내리고 예일 대학교에 545000USD의 로열티와 500000USD의 법적 수수료를 지급하도록 명령했다.[10] 드로니 판사는 "펜 박사는 사기, 민사상 절도, 신의성실 위반을 통해서만 특허를 취득했다"고 비판했다.[12] 사건에서 제시된 증거는 펜이 예일 대학교에서 지적 재산권에 대한 기관 정책을 검토하는 패널에서 활동했다는 것을 보여주었다.[10]

예일 대학교 대변인은 "이 사건의 결과와 특히 예일 대학교 특허 정책의 옹호에 대해 기쁘게 생각한다"고 말했다.[10] 이 판결과 예일 대학교의 대응은 펜의 동료 및 전 학생들 중 일부로부터 엇갈린 반응을 불러일으켰고, 그들은 ''예일 데일리 뉴스(Yale Daily News)''에 편지를 보내 "예일 대학교 특허 정책을 옹호한다는 것은 노벨상 수상자이자 68년 동안 예일 대학교와 깊은 연관을 맺고 헌신적인 봉사를 한 사람을 그렇게 경멸스러운 방식으로 대우하는 것에 대한 변명이 될 수 없다"고 말했다.[13]

3. 연구 업적

펜은 몬산토에서 인산과 폴리염화비페닐(PCB) 생산에 중점을 두고 연구했다.[4] 당시 펜과 그의 동료들은 PCB가 건강에 미치는 위험을 거의 인지하지 못했다.[4] 이후 펜은 학계로 돌아가 프린스턴 대학교에서 프로젝트 SQUID의 책임자가 되었다.[4]

펜은 "엔진, 에너지, 엔트로피: 열역학 입문"이라는 책을 저술했다.[8]

3. 1. 전기분무 이온화(Electrospray Ionization, ESI) 개발

펜은 그의 경력 후반기에 노벨 화학상 수상 연구를 시작했다. 그는 전기분무 이온화를 질량 분석법에 적용한 연구를 처음 발표했을 때는 반 은퇴 상태였다.[15] 펜은 프로테오믹스가 등장하면서 전기분무 이온화에 대한 그의 연구가 "획기적인 발전"을 이루었다고 생각했다.[17] 2001년에는 프로테오믹스에 관한 논문 1700편 이상이 발표되었는데, 그중 많은 논문이 전기분무 이온화를 사용했다.[6] 전기분무 이온화는 다른 분자의 혼합물에 있더라도 큰 분자의 질량에 대한 정확한 정보를 매우 빠르게 얻는 방법을 제공한다.[17] 액체 샘플은 전기분무 소스(대기압에서)에 도입되어 가열된 질소 가스 흐름으로 탈용매화된다. 이렇게 하면 작은 물방울이 진공 상태의 영역에서 증발하여 물방울의 전하가 증가한다.[7] 단백질과 같은 큰 분자의 경우, 이는 종종 다중 전하 종을 생성한다. 분자의 전하를 증가시키면 질량 대 전하 비율이 감소하여 질량을 더 쉽게 결정할 수 있다.[7]

펜과 그의 동료들이 ESI를 개발하는 데 사용한 기기는 필라델피아 과학사 연구소 박물관에 전시되어 있다.


펜은 대학원 졸업 후 10년 후에 논문을 발표했지만, 사망 당시 100편이 넘는 논문을 발표했다.[15] 필라델피아의 화학유산재단 박물관에는 펜과 그의 대학원생들이 전기분무 이온화를 개발하는 동안 제작한 기기가 펜의 기증으로 전시되어 있다.[9]

펜은 생체 거대분자의 동정 및 구조 분석 방법 개발 공로로 2002년 노벨 화학상을 다나카 고이치와 쿠르트 뷔트리히와 공동 수상했다.[14] 펜과 다나카는 큰 생체 분자를 분석하기 위한 질량 분석법 사용을 위한 이온화 기술 개발에 대한 공로로 상금의 절반을 나눠 받았다. 뷔트리히는 용액 내 유사 분자를 분석하기 위한 핵자기 공명 기술 개발에 대한 공로로 수상했다.[14] 펜은 질량 분석법을 이용한 거대 분자 분석을 가능하게 한 전기분무 이온화 개발에 대한 공헌으로 주로 수상했다.[15] 수상 후 펜의 노벨상 강연 제목은 "거대 분자를 위한 전기분무 이온화의 날개(Electrospray Wings for Molecular Elephants)"였다.[16] 그는 노벨상 수상자로 선정된 것에 대해 "로또에 당첨된 것 같아요. 아직도 충격입니다."라고 말했다.[17]

펜의 발견은 곧바로 다양한 구체적인 업적으로 나타났다. 예를 들어, 유망한 복잡한 신화합물을 평가하는 속도가 비약적으로 빨라지면서 1990년대에는 후천성면역결핍증(AIDS, 에이즈) 치료제(프로테아제 저해제) 개발이 진전되었다.

전기분무 이온화의 특허를 둘러싸고 예일대학교와 법정 다툼을 벌였으나, 2005년 2월 8일 예일대학교 측이 100만달러와 일부 특허권을 획득하게 되었다.

3. 2. 프로테오믹스와 신약 개발에의 기여

존 펜은 프로테오믹스가 등장하면서 전기분무 이온화에 대한 그의 연구가 "획기적인 발전"을 이루었다고 생각했다.[17] 2001년에는 프로테오믹스에 관한 논문이 1700편 이상 발표되었는데, 그중 많은 논문이 전기분무 이온화를 사용했다.[6] 전기분무 이온화는 다른 분자의 혼합물에 있더라도 큰 분자의 질량에 대한 정확한 정보를 매우 빠르게 얻는 방법을 제공한다.[17] 액체 샘플은 전기분무 소스(대기압에서)에 도입되어 가열된 질소 가스 흐름으로 탈용매화된다. 이렇게 하면 작은 물방울이 진공 상태의 영역에서 증발하여 물방울의 전하가 증가한다.[7] 단백질과 같은 큰 분자의 경우, 이는 종종 다중 전하 종을 생성한다. 분자의 전하를 증가시키면 질량 대 전하 비율이 감소하여 질량을 더 쉽게 결정할 수 있다.[7]

펜의 발견은 곧바로 다양한 구체적인 업적으로 나타났다. 예를 들어, 유망한 복잡한 신화합물을 평가하는 속도가 비약적으로 빨라지면서 1990년대에는 후천성면역결핍증(AIDS, 에이즈) 치료제(프로테아제 저해제) 개발이 진전되었다.

4. 수상 경력

존 펜은 생체 거대분자의 동정 및 구조 분석 방법 개발 공로로 2002년 노벨 화학상을 다나카 고이치, 쿠르트 뷔트리히와 공동 수상했다.[14] 펜과 다나카는 큰 생체 분자를 분석하기 위한 질량 분석법 사용을 위한 이온화 기술 개발에 대한 공로로 상금의 절반을 나눠 받았다. 뷔트리히는 용액 내 유사 분자를 분석하기 위한 핵자기 공명 기술 개발에 대한 공로로 수상했다.[14] 펜은 질량 분석법을 이용한 거대 분자 분석을 가능하게 한 전기분무 이온화 개발에 대한 공헌으로 주로 수상했다.[15] 수상 후 펜의 노벨상 강연 제목은 "거대 분자를 위한 전기분무 이온화의 날개(Electrospray Wings for Molecular Elephants)"였다.[16] 그는 노벨상 수상자로 선정된 것에 대해 "로또에 당첨된 것 같아요. 아직도 충격입니다."라고 말했다.[17]

펜은 노벨상 수상 이전에 1977년 제6회 국제 분자 빔 심포지엄 명예 회장, 1985년 국제 분자 빔 심포지엄의 초대 펠로우로 임명되었다.[15] 1982년 알렉산더 폰 훔볼트 재단은 그에게 미국 선임 과학자상을 수여했고,[15] 1983년 훔볼트상을 받았다.

펜의 질량 분석 연구는 그에게 1992년 미국 질량 분석 학회의 질량 분석 분야의 탁월한 공헌상, 2000년 국제 질량 분석 학회의 톰슨 메달, 같은 해 미국 화학 학회의 화학 기기 발전상, 2002년 생체 분자 자원 시설 협회의 생체 분자 기술에 대한 탁월한 공헌상, 2003년 예일 대학원 동창회 최고 영예인 윌버 크로스 메달을 안겨주었다.[15]

존 펜의 수상 경력
연도상 이름수여 기관비고
1977년제6회 국제 분자 빔 심포지엄 명예 회장국제 분자 빔 심포지엄
1982년미국 선임 과학자상알렉산더 폰 훔볼트 재단
1983년훔볼트상
1985년국제 분자 빔 심포지엄 초대 펠로우국제 분자 빔 심포지엄
1992년질량 분석 분야의 탁월한 공헌상미국 질량 분석 학회
2000년톰슨 메달국제 질량 분석 학회
2000년화학 기기 발전상미국 화학 학회
2002년노벨 화학상노벨 재단다나카 고이치, 쿠르트 뷔트리히와 공동 수상
2002년생체 분자 기술에 대한 탁월한 공헌상생체 분자 자원 시설 협회
2003년윌버 크로스 메달예일 대학원 동창회


5. 개인사

펜은 대학원 2년차 말에 마가렛 윌슨과 결혼했다.[4] 두 사람 사이에는 두 딸과 한 아들, 세 명의 자녀가 있었다.[18] 마가렛은 1992년 뉴질랜드에서 교통사고로 사망했다. 펜은 재혼했고, 두 번째 부인은 프레데리카 멀렌이었다.[18] 그는 2010년 12월 10일, 리치먼드에서 93세의 나이로 사망했다.[15] 노벨상 수상 후 정확히 8년째 되는 날이었다. 펜은 프레데리카, 세 자녀, 일곱 명의 손주, 그리고 아니카 펜 길먼, 노라 펜 길먼, 도미닉 브라운, 아론 홀로웨이, 미셸 홀로웨이, 다마리온 홀로웨이, 티렐 홀로웨이, 엘로이스 위팅턴, JC 레슬리, 마농 레슬리, 디노 스타인버그를 포함한 열한 명의 증손주를 남겼다.[19]

참조

[1] 저널 John Fenn (1917–2010) Chemist who enabled mass spectrometry to weigh up biology
[2] 웹사이트 Papers of John B. Fenn, 1948–2010 (bulk 1970–1990) http://othmerlib.sci[...] 2018-03-23
[3] 저널 RESEARCH IN RETROSPECT:Some Biograffiti of a Journeyman Chemist https://www.annualre[...] 1996-10-01
[4] 웹사이트 John B. Fenn – Autobiography http://nobelprize.or[...] The Nobel Foundation 2011-04-02
[5] 뉴스 Chemist with Kentucky roots wins Nobel https://www.newspape[...] 2018-03-12
[6] 웹사이트 Nobel winner Fenn still going strong http://www.yaledaily[...] 2002-12-21
[7] 웹사이트 Electrospray Ionization http://www.scs.illin[...] School of Chemical Sciences, University of Illinois at Urbana-Champaign 2011-04-05
[8] 서적 Engines, Energy, and Entropy: A Thermodynamics Primer Global View Publishing
[9] 웹사이트 Objects https://www.scienceh[...] Science History Institute 2018-03-23
[10] 웹사이트 Nobelist loses to Yale in lawsuit http://www.yalealumn[...] Yale Alumni Magazine 2011-04-06
[11] 웹사이트 Chemistry Nobel Prize winner's departure from Yale deserves more clarification http://www.yaledaily[...] 2002-10-21
[12] 웹사이트 Former prof loses ruling over patent http://www.yaledaily[...] 2005-02-14
[13] 웹사이트 Yale's patent lawsuit was terrible mistake http://www.yaledaily[...] 2005-03-02
[14] 웹사이트 Press Release: The Nobel Prize in Chemistry 2002 http://nobelprize.or[...] The Nobel Foundation 2002-10-09
[15] 웹사이트 In Memoriam: John B. Fenn http://dailybulletin[...] 2011-04-05
[16] 웹사이트 John B. Fenn Nobel Lecture http://nobelprize.or[...] The Nobel Foundation 2011-04-05
[17] 웹사이트 For Nobelist educated at Yale, "It's like winning the lottery" http://yalemedicine.[...] Yale Medicine 2011-04-05
[18] 뉴스 John Fenn https://www.theguard[...] 2011-04-02
[19] 뉴스 John Fenn Dies At 93 http://pubs.acs.org/[...] 2010-12-13
[20] 뉴스 訃報：ジョン・フェンさん http://mainichi.jp/s[...] 2010-12-11
[21] 뉴스 VCU's Nobel winner John B. Fenn dies at 93 http://www2.timesdis[...] 2010-12-11
[22] 저널 John Fenn (1917–2010) Chemist who enabled mass spectrometry to weigh up biology


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