생체 조직 3차원으로 빠르게 관찰하는 현미경 국내 기술로 개발

2018.01.15 19:00

광주과학기술원(GIST)은 권혁상 융합기술원 의생명공학과 교수팀이 생체를 빠르게 촬영한 뒤 3차원 영상으로 복원해 관찰할 수 있는 새로운 현미경 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.


GIB 제공
해당 현미경은 기사내용과 관계없음. - GIB 제공

현재 세포나 미세한 생체 조직을 관찰할 때에는 레이저 주사 현미경을 주로 쓴다. 레이저 주사 현미경은 관찰하려는 물체에 초점을 맞춘 뒤 레이저를 쏘아, 그 에너지로 물체의 원자 에너지를 높이는 현미경이다. 이렇게 에너지를 높인 지점들만 따로 하나의 점으로 측정해 좌표로 표현하면 물체 표면을 3차원 영상으로 만들어낼 수 있다.


레이저 주사 현미경은 속도가 느리다는 단점이 있다. 대안으로 에너지를 높이는 부위를 면 형태로 한꺼번에 고에너지 상태로 만드는 ‘광시트 현미경’이 나왔다. 속도가 빠른 대신, 시료 주위에 대물 렌즈를 여러 개 설치해야 해 관찰할 수 있는 시료의 모양과 크기에 제약이 많다.

 

GIST 연구팀이 개발한 새로운 3차원 생체 현미경은 기존보다 빠르게 생체 이미지를 재현할 수 있다. - GIST 제공
GIST 연구팀이 개발한 새로운 3차원 생체 현미경은 기존보다 빠르게 생체 이미지를 재현할 수 있다. - GIST 제공

권 교수팀은 광시트 현미경과 레이저 주사 현미경의 장점을 결합한 하이브리드 현미경을 개발했다. 먼저 대물렌즈 수를 줄여서 기존 광시트 현미경의 단점인 크기와 모양의 한계를 극복했다. 이어 독자적으로 개발한 강하고 정교한 부품을 이용해 마치 스캐너처럼 빛을 시료에 쏘는 기술을 개선했다. 이 때 빛을 비스듬하게 시료에 발사한 뒤 영상으로 바꾸도록 해 빠르면서도 초점이 잘 맞는 3차원 영상 재현에 성공했다.


권 교수는 “생명현상 연구에 널리 쓰이는 광시트 현미경을 보다 다양한 생체 조직에 응용할 수 있도록 했다”고 말했다.


이 연구는 광학 분야 국제 학술지 ‘저널오브바이오포토닉스’ 2017년 12월 28일자에 게재됐다.

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