| 측면 직접 촬영 가능한 광-시트 현미경 개발 GIST 권혁상 교수팀 “기능적 생물학 현상 연구 사용 기대” 박은성 기자 pes@kjdaily.com |
| 2018년 01월 18일(목) 19:52 |
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이 지역 대학 교수팀이 측면 직접 촬영이 가능한 광-시트(원통 렌즈 등으로 종이처럼 얇고 넓게 제작한 광학 평면) 현미경을 개발, 주목을 끌고 있다.
이번 성과로 기존의 광-시트 현미경으로 촬영이 불가능했던 대면적의 생체 조직이나 유기체, 소동물에서 세포 수준의 3D 영상을 고속 획득하는 것이 가능하게 됐다.
주인공은 GIST(지스트) 융합기술원 의생명공학과 권혁상(사진) 교수팀.
18일 GIST에 따르면 권 교수팀이 일반적인 영상 평면이 아닌 측면에 형성한 광-시트를 연속 촬영해 3차원 영상을 만드는 새로운 광학 현미경 기법을 제시했다.
기존에 사용된 레이저 주사 현미경은 영상 획득 시간 단축에 한계가 있었다. 또 그 대안기술로 개발된 광-시트 현미경은 초점 면 만을 얇은 광-시트로 한꺼번에 여기(excitation) 상태로 만들어 움직이는 샘플의 고속 촬영이 가능하나 샘플 주위에 수직으로 두 개의 대물렌즈가 위치해 관찰할 수 있는 샘플의 모양과 크기가 제약된다는 단점이 있었다.
이번에 새롭게 개발된 현미경은 광-시트 현미경과 레이저 주사 현미경의 장점을 결합한 하이브리드 기술로, 레이저 주사현미경과 같이 형광 여기 및 검출을 위해 하나의 대물렌즈만을 사용해 번거로운 샘플 준비과정이나 물리적 형태 제약이 없다.
여기에다 촬영속도는 기존 광-시트 현미경에 준하는 고속 3차원 영상이 가능하다.
연구팀은 2-광자 베셀빔으로 성형한 광-시트를 비스듬하게 시료에 조사하고 이를 영상화했다.
일반적으로 비스듬한 영상면은 초점거리가 맞지 않기 때문에 직접 촬영할 수 없는 것으로 알려졌지만, 경사진 여기 평면을 원격 초점 영역에 복제한 후 예리한 경사 거울로 여기된 경사 평면이 카메라 영상 평면에 모두 포커싱이 되도록 해 이를 극복했다.
또한 독창적인 굴절 스캐닝 방식으로 광-시트를 시료의 체적 내에서 스캔해 샘플의 물리적 이동 없이 3차원 촬영을 가능하도록 해 영상 속도를 크게 증가시켰다.
권혁상 교수는 “이번 연구 성과는 현재 생명현상 규명 연구에 널리 사용되고 있는 광-시트 현미경을 보다 다양한 생체조직 이미징에 사용할 수 있는 기반기술의 개발이다”고 언급했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 GIST 연구원(GRI)에서 지원하고 있는 GIST 창조적 도전과제의 지원을 받아 수행됐으며, 논문은 의생명 광학분야 세계 최고 수준의 권위지인 Journal of Biophotonics에 최근 게재됐다. /박은성 기자 pes@kjdaily.com
박은성 기자 pes@kjdaily.com