수술 중 조직검사 한다...포스텍 공동 연구팀 고해상도 현미경 개발

포스텍 김철홍 교수. 포스텍 제공

포스텍 김진영 교수. 포스텍 제공

쥐의 뇌 조직을 이용한 조직학적 영상 비교. 포스텍 제공

수술 중 실시간으로 조직검사를 빠르고 정확하게 진행할 수 있는 현미경이 개발됐다.

20일 포스텍과 성모병원 공동 연구팀은 자외선 영역에서도 투명한 초음파 센서를 개발했다고 밝혔다. 이는 실시간으로 조직검사가 가능한 자외선 광음향 현미경(UV-PAM)의 해상도를 높여 빠르고 정확한 조직검사가 가능하다.

세포의 핵산이 자외선을 강하게 흡수하는 특성을 이용한 UV-PAM은 염색이나 표지(labeling)없이 시료를 빠르게 분석할 수 있어 수술 중 악성으로 의심되는 종양이 발견되는 경우 바로 조직검사를 진행할 수 있다. 하지만 UV-PAM으로 촬영한 이미지는 기존 현미경에 비해 해상도가 낮다는 한계가 있었다.

UV-PAM의 해상도를 높이려면 자외선의 초점거리를 획기적으로 줄여야 하며, 이를 위해서는 자외선 영역에서 투명한 센서가 필요하다. 연구팀은 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride)를 압전소자로, 은 나노와이어(nanowire)를 전극으로 활용해 자외선에서도 투명한 센서를 개발했다.

연구팀이 개발한 센서를 UV-PAM에 적용한 결과, 현미경의 개구수(Numerical Aperture)가 0.38로 향상됐으며, 측면 해상도(spatial resolution)도 0.47±0.03 μm로 개선됐다. 이어, 실제 동물의 뇌와 암 조직검사에서도 이 센서를 적용한 UV-PAM은 우수한 성능을 보였다.

한편, 이번 공동 연구는 포스텍 전자공학과·IT융합공학과·기계공학과·융합대학원 김철홍 교수, IT융합공학과 김진영 교수·통합과정 김동규·박사과정 박은우 씨, 가톨릭대 성모병원 정찬권 교수가 참여했으며, 소재 분야 국제 학술지인 '레이저 앤 포토닉스 리뷰즈(Laser & Photonics Reviews)'에 게재됐다.

전준혁기자 jjh@yeongnam.com

전준혁

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