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암 조기 진단 가능한 광학현미경 개발

2015년 03월 16일 07:00

국내 연구진이 암의 조기 진단에 적용할 수 있는 광학현미경을 개발했다.


최원식 고려대 물리학과 교수팀은 사람의 장기나 피부 조직 속 세포의 미세한 변화를 볼 수 있는 광학현미경인 ‘CASS(Collective accumulation of single-scattering·단일산란집단축적) 현미경’을 개발했다. 

 

현미경으로 피부 조직을 관측할 때 빛은 여러 갈래로 산란돼 이미지 정보를 잃어버린다. 하지만 이 중 생체 조직에서 영상정보를 그대로 간직하고 있는 빛(단일 산란파)이 일부 존재하는데 연구팀이 이를 찾는 방법을 개발해 현미경에 적용한 것이다. 그 결과 기존 광학현미경으로 고해상도 영상을 얻을 수 없었던 깊이 1mm 이상의 조직 속을 관측하는 데 성공했다.

 

최 교수는 “광학현미경에서 아직 해결되지 않은 문제인 이미징(Imaging) 깊이를 향상시킬 수 있는 방법을 제시한 것”이라고 연구의 의의를 설명했다. 

     
  

이미지 확대하기CASS 현미경 개략도. CASS 현미경은 파장대역이 넓은 레이저 광원(SLD)을 이용한 간섭계와 입사각을 조절할 수 있는 공간광변조기(SLM)로 구성돼 있다.  - 고려대 제공
CASS 현미경 개략도. CASS 현미경은 파장대역이 넓은 레이저 광원(SLD)을 이용한 간섭계와 입사각을 조절할 수 있는 공간광변조기(SLM)로 구성돼 있다.  - 고려대 제공

이 현미경을 이용하면 보다 쉽게 암을 진단할 수 있다. 암세포의 약 80% 정도는 사람 피부나 장기 외피의 1~3mm 깊이에 있는 세포에서 발생한다. 기존 광학현미경으로는 조직 아래 수십 μm(마이크로미터)의 영상밖에 얻을 수 없어 세포 깊은 곳의 영상을 얻기 위해서는 생체 조직의 박편을 잘라내 관찰해야 했다. 이번에 개발된 CASS 현미경의 경우 내시경에 달면 위암과 대장암 등은 수술 없이 진단할 수 있는 것이다.


암의 조기 진단 시기를 획기적으로 앞당길 수 있는 것도 현미경의 또 다른 장점이다. 현재 암 초기 진단에 쓰이는 컴퓨터단층(CT) 촬영, 자기공명영상(MRI) 촬영, 초음파 진단은 해상도가 낮아 암세포가 덩어리(용종)를 이룬 뒤에야 측정이 가능하다. 하지만 이 현미경은 암세포가 덩어리로 발달하기 이전 단계인 세포핵이 커지는 것도 확인할 수 있다.

 

연구 결과는 과학학술지 ‘네이처 포토닉스’ 10일자 온라인판에 실렸다.

 


신선미 기자

vamie@donga.com

 

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