백혈구 위치 초당 60번 확인… 세포단위 검사·치료 가능해졌다

2015.04.21 18:00
이미지 확대하기광학집게를 이용해 유리입자를 백혈구 위에 얹고 있는 모습. 연구진은 이 유리구슬의 정밀한 위치를 초당 60번 이상 확인해 세포의 위치는 물론 성분변화까지 측정가능한 기술을 개발했다 - KAIST 제공
광학집게를 이용해 유리입자를 백혈구 위에 얹고 있는 모습. 연구진은 이 유리구슬의 정밀한 위치를 초당 60번 이상 확인해 세포의 위치는 물론 성분변화까지 측정가능한 기술을 개발했다. - KAIST 제공
국내 연구진이 몸속 세포의 위치를 실시간으로 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 백혈구나 암세포 등의 위치를 세포 하나하나 확인할 수 있어 각종 질병치료에 큰 보탬이 될 것으로 기대된다.
 
KAIST는 물리학과 박용근 교수팀이 컴퓨터단층촬영(CT) 원리와 비슷한 ‘광회절 단층촬영법’을 이용, 초소형 유리구슬의 위치를 고속으로 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.
 
사람의 몸속에 있는 작은 입자를 원하는 위치를 옮겨 놓을 수 있는 기술은 기존에도 있었다. ‘광학 집게’란 기술로 레이저 빔을 집중시키면 자석에 철가루가 끌려오듯 주변의 미세입자들이 달라붙는 원리다. 초점의 위치를 옮기거나 힘을 가해서 미세입자의 3차원 위치를 조절하는 것도 가능하다.
 
박 교수팀은 이렇게 포획한 입자의 위치를 정확하게 실시간으로 확인할 방법이 없었다는 점에 착안해 연구를 진행했다.
 
연구팀은 먼저 마이크로미터(μm, 1μm는 100만분의 1m) 크기의 유리구슬을 광학 집게로 집어 백혈구 세포 위에 얹은 다음, 레이저광선을 여러 각도에서 쏘아 이 구슬의 위치를 실시간으로 촬영했다. 이 결과 백혈구의 정확한 위치를 초당 60번 이상 확인하는 데 성공했다.
 
연구팀은 이 기술을 이용하면 세포 단계의 수술 작업을 할 수 있고, 세포의 반응, 수술 예후 등을 모니터링하는 일도 가능해 질 걸로 보고 있다. 또 세포의 운동을 물리적으로 분석하면 구슬의 3차원 위치 뿐 아니라 기존에는 어려웠던 세포 내부 성분과 총량에 대한 정확한 수치 측정도 가능했다.
 
박 교수는 “포획한 입자의 3차원 위치와 내부 구조를 별도의 표지 없이 빠른 속도로 측정 가능한 것이 무엇보다 큰 장점”이라며 “의료계는 물론 물리학, 광학, 나노기술 등의 다양한 분야에 응용이 가능할 것” 이라고 말했다.
 
이번 연구 성과는 미국 광학회 학술지 ‘옵티카’ 20일자 온라인판 표지 논문으로 선정됐다.

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