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10억분의 1m 세계 밝히는 '나노등대' 개발

2018-05-22기사 편집 2018-05-22 16:14:21

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연세대 연구팀 개발… 바이러스·암세포 관찰

첨부사진1다방향 입사광 변조 시스템과 유도된 극소 부피 빛의 개략도. 유리기판 위에 제작된 금 나노섬 구조를 활용해 나노미터 크기의 극소 부피 빛이 유도되는 방식이다. 다방향 입사 변조 시스템을 이용하여 극소 부피 빛의 위치를 이동이 가능하다. 자료=한국연구재단 제공

국내 연구진이 일반 광학 현미경에 장착해 생체물질을 보다 명확히 관찰할 수 있도록 하는 나노등대를 개발했다. 개발된 기술은 일반 현미경에 접합함으로서 활용할 수 있기 때문에 고가의 특수 장비가 불필요하며, 쉽고 간편하게 바이러스와 단백질 등을 관찰하고 영상화할 수 있다.

한국연구재단은 22일 김동현 교수, 손태황 연구원, 문귀영 연구원(연세대학교)은 빛의 다방향 입사를 이용하여 극소 부피의 빛이 금속 나노칩 위의 모든 물질에 비추는 기술을 개발했다고 밝혔다.

일반적으로 쓰이는 전반사 형광현미경은 수백 나노미터 크기까지 밖에 분별할 수 없는 물리적 한계가 있다. 이같은 해상도는 바이러스 이동이나 암세포 형태 변화 등을 구체적으로 분석하기 어렵다.

최근 현미경에 부착하는 금속 나노칩이 개발돼 극소량의 빛을 형성함으로서 해상도를 높일 수 있게 됐다. 그러나 빛의 위치가 고정돼 관찰 대상이 특정 위치에 놓이지 않으면 관찰할 수 없는 단점이 있다.

연구팀은 금속 나노칩의 거의 모든 부분에 빛을 쪼이는 다채널 광변조 시스템, 이른바 나노등대를 구축했다. 마치 바닷가의 등대가 전등을 회전시키며 어둠 속에서 바다의 곳곳을 비추듯, 나노등대는 입사광의 각도와 방향을 바꿔 금속 나노칩 위의 다양한 위치에 극소 부피의 빛을 형성한다. 그 결과 금속 나노칩 위의 관찰 가능한 영역을 획기적으로 확대해준다.

김동현 교수는 "이 연구는 잉여공간 없이 나노칩 상의 모든 물질을 관찰할 수 있다는 점이 큰 장점"이라며 "암세포를 비롯한 특정 세포와 세포 내에서 움직이는 기질 및 단분자를 영상화하는 데 기여할 것"라고 설명했다. 이용민 기자



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