암시야 산란 현미경과 광열반사 현미경이 결합된 이중모드 광학현미경 시스템 모식도(KBSI 제공) ©뉴스1

나노입자에 빛을 쪼일 때 발생하는 발열특성을 단일 나노입자 수준에서 정밀하게 측정할 수 있는 현미경 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

암과 같은 질병의 조기진단 및 정확한 치료를 위한 기능성 나노입자 개발에 활용될 전망이다.

12일 한국기초과학지원연구원(KBSI)에 따르면 연구장비개발부 장기수 박사 연구팀은 나노입자의 광학적, 열적 특성을 분석할 수 있는 신개념 광학현미경 시스템 개발에 성공했다.나노입자를 암 세포에만 선택적으로 전달하고 빛을 쪼이면 나노입자의 광열효과에 의해 발생하는 열로 암 세포만 선택적으로 사멸시켜 치료하는 광열치료 연구가 활발히 진행 중이다.

그러나, 나노입자가 갖는 각각의 특성을 정확히 파악하고, 원하는 조건에 딱 맞는 나노입자를 개발하는 것이 어려웠다.

이번에 개발한 현미경 시스템은 나노입자에서 산란되는 빛만을 볼 수 있는 암시야 산란현미경과 시료에 빛을 쬐어 나노입자의 의해 흡수된 빛의 발열을 볼 수 있는 광열반사 현미경을 결합한 신개념 융합형 광학현미경이다.

암시야 산란 현미경 기능으로는 기판위에 분산된 단일 나노입자들의 위치를 파악하고, 광열반사 현미경 기능으로는 위치가 파악된 나노입자의 빛 흡수 스펙트럼을 측정할 수 있는 이중모드 방식이다.  

특히, 광열반사 현미경으로는 파장가변 펌프광과 프로브광을 시료에 500μm 직경 이상으로 넓게 조사한다.또, 150μm 이상 직경의 넓은 현미경 시야 내에 있는 약 1만개 이상 단일 나노입자의 흡수 스펙트럼 및 발열 특성을 한 번에 획득할 수 있어, 단시간에 대량 측정이 가능한 것이 큰 장점이다.

이번에 개발한 현미경 시스템은 기존에 상용화 전례가 없던 단일 나노입자 수준의 광열특성 분석기술을 구현한 것으로, 국내 기술로 연구장비 시장의 새로운 영역을 개척했다는 점에서 의미가 크다.

한편, 이번 연구결과는 광학분야 저명한 학술지인 ‘Nanophotonics’ 10월호에 게재됐다.


km5030@news1.kr