[대학저널 임승미 기자] GIST(총장 문승현) 융합기술원 의생명공학과 권혁상 교수팀이 일반적인 영상 평면이 아닌 측면에 형성한 광-시트(원통 렌즈 등으로 종이처럼 얇고 넓게 제작한 광학 평면)를 연속 촬영해 3차원 영상을 만드는 새로운 광학 현미경 기법을 제시했다.

이번 성과로 기존의 광-시트 현미경(light-sheet microscopes)으로 촬영이 불가능했던 대면적의 생체 조직이나 유기체, 소동물에서 세포 수준의 3D 영상을 고속 획득하는 것이 가능해 졌다.

새롭게 개발된 현미경은 광-시트 현미경과 레이저 주사 현미경의 장점을 결합한 하이브리드 기술이다. 레이저 주사현미경과 같이 형광 *여기 및 검출을 위해 하나의 대물렌즈만을 사용해 번거로운 샘플 준비과정이나 물리적 형태 제약이 없으면서도 촬영속도는 기존 광-시트 현미경에 준하는 고속 3차원 영상이 가능하다.
*여기 상태: 들뜬 상태(excited states)

연구팀은 2-광자 베셀빔으로 성형한 광-시트를 비스듬하게 시료에 조사하고 이를 영상화했다. 일반적으로 비스듬한 영상면은 초점거리가 맞지 않기 때문에 직접 촬영할 수 없는 것으로 알려져 있지만, 경사진 여기 평면을 원격 초점 영역에 복제한 후 예리한 경사 거울로 여기된 경사 평면이 카메라 영상 평면에 모두 포커싱이 되도록해 이를 극복했다.

또한 독창적인 굴절 스캐닝 방식으로 광-시트를 시료의 체적 내에서 스캔해 샘플의 물리적 이동 없이 3차원 촬영을 가능하도록 개발해 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 개발"이라며 "추후 기능적 생물학 현상 연구의 주요 영상 기법으로 사용될 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 GIST 연구원(GRI)에서 지원하고 있는 GIST 창조적 도전과제의 지원을 받아 수행됐다. 논문은 의생명 광학분야 세계 최고 수준의 권위지인 'Journal of Biophotonics'에 2017년 12월 28일자로 게재됐다.

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