레이저 잡음 이용 고해상도 형광현미경 개발

국내 연구진이 레이저의 간섭무늬를 이용해 기존 광학현미경보다 해상도가 3배 이상 높은 초고해상도 형광현미경 기술을 개발했다.

26일 미래창조과학부에 따르면, 예종철 한국과학기술원(KAIST) 바이오 및 뇌공학과 교수는 기존 형광현미경에 간단히 스페클 조명을 적용해 깜빡이는 형광물질 없이 80나노미터의 분해능을 얻을 수 있는 형광현미경을 고안했다.

기존 초고해상도 형광현미경은 해상도를 높이기 위해 레이저 세기를 높이거나 깜빡일 수 있는 형광 표지물질 등을 새로 디자인하는 과정이 필요하다. 이 때문에 물체에 손상을 입히거나 흔히 사용하는 일반적인 형광 표지물질이나 단백질을 사용할 수 없는 것이 단점이다.

형광현미경으로 물체를 관찰하기 위해 기존에는 형광물질이 점멸하도록 하는 방식이 많이 사용됐지, 연구팀은 물체 대신 조명이 어두워졌다 밝아졌다 하는 방식을 채택해 대상물체에 따라 형광물질을 다르게 디자인해야 하는 번거로움을 극복했다.

연구팀 예종철 교수는 “기존 생물실험 프로토콜과 현미경 장비를 그대로 사용해 광학해상도를 극복하는 방식으로 그 응용분야가 넓다”면서 “ICT 분야의 최첨단 신호처리 기법을 이용해 바이오 영상에서의 난제를 해결한 융합연구의 쾌거라고 할 수 있다”고 밝혔다.

이 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업 지원을 받아 수행됐고, 연구결과는 네이처 자매지 사이언티픽 리포트지에 게재됐다. 연구팀은 이번 연구와 관련하여 미국에 특허를 출원 중이다.