2
부산메디클럽

광학현미경, 어디까지 볼 수 있나

빛을 이용하는 특성에 기인, 200㎚ 이상만 보이는 한계

英, 50㎚ 나노현미경 개발… 살아있는 바이러스 등 관찰

의·생물학 연구에 큰 도움

  • 국제신문
  • 이진규 기자 ocean@kookje.co.kr
  •  |  입력 : 2011-03-09 21:13:02
  •  |  본지 21면
  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
나노광학현미경의 0.5㎜ 렌즈
인간은 얼마나 더 작은 것을 볼 수 있을까.

17세기 중반 네덜란드의 안톤 판 레벤후크가 최초로 대물렌즈와 오목렌즈를 이용해 배율 300배의 현미경을 만들었다. 이후 현미경은 과학 연구와 의학 분야에서 없어서는 안 될 장비로 눈부신 발전을 거듭해왔다. 하지만 살아있는 생물이나 세포를 관찰하는 광학현미경은 빛을 이용한다는 점이 한계로 작용해 왔다. 최근 영국 연구진은 기존 광학현미경의 한계를 극복해 수십 나노미터 단위까지 관찰할 수 있는 현미경을 개발했다.

■바이러스 움직임 실시간 관찰

통상적인 광학현미경의 이미지 분해능은 가시광선 스펙트럼의 파장에 따라 200㎚ 이상만 가능했다. 영국 맨체스터대 연구진은 50㎚(1㎚는 10억분의 1m) 크기의 물체를 볼 수 있는 최초의 광학현미경을 개발했다고 네이처 커뮤니케이션스지에 발표했다. 영국 연구진에 앞서 올해 초 미국 UC 버클리대 연구진도 은과 티타늄옥사이드로 만든 메타물질을 이용해 160㎚까지 관찰할 수 있는 광학현미경을 만들었다.

기존 광학현미경의 한계를 뛰어넘는 것은 최근 메타물질 렌즈와 분자 형광현미경 기술을 이용한 '광학 나노현미경' 기술의 발전으로 가능해졌다. 연구진은 이산화규소(SiO₂)로 만든 2~9㎛ 지름의 광학적으로 투명한 초소형 구체, 즉 마이크로 크기의 유리구슬을 사용해 50㎚ 해상도의 현미경을 개발했다.

400~700㎚인 빛의 파장 절반 이하로는 초점을 맞출 수 없는 '회절 한계' 때문에 관찰 대상 물체가 빛 파장의 절반보다 작으면 광학현미경으로 직접 관찰할 수 없었다. 하지만 물체의 표면에서 형성되는 빛의 소멸파를 포착하면 이론적으로 높은 해상도의 영상을 얻을 수 있다는 점이 알려졌다. 소멸파는 물체의 경계면에서 거리가 멀어짐에 따라 급격히 사라지지만 회절 한계가 없다는 특성이 있다. 연구진은 초소형 유리구슬을 관찰할 물체 위에 올려놓아 회절 한계를 역전시키는 방법을 사용했다.

나노현미경으로 지금까지 전자현미경으로 간접적으로만 관찰할 수 있었던 물체를 직접 볼 수 있게 됐다. 연구진은 레이저를 이용한 광디스크인 블루레이 디스크의 미세한 홈을 영상으로 포착해 종전 광학현미경의 기록을 깼다. 나노현미경은 지금까지 살아있는 상태로 관찰할 수 없었던 바이러스와 생체분자를 실시간으로 관찰할 수 있어 생물학과 의학 연구에 큰 진전을 가져올 것으로 기대된다.

■세포 3차원 영상도 가능

나노광학현미경으로 본 블루레이 디스크 표면
독일 헬름홀츠 재료에너지연구소와 미국 국립암센터는 공동으로 세포의 3차원 영상을 실시간으로 얻을 수 있는 새로운 X선 현미경을 개발해 네이처 메소드지에 발표했다. 기존에 세포 관찰 때는 형광현미경의 경우 형광표지가 있어야 시각적으로 나타낼 수 있다. 또 전자현미경으로 입체 영상을 얻으려면 수많은 박편으로 나눠 관찰한 뒤 이를 조합해야 해 단 하나의 세포에 대해 3차원 영상을 얻는데도 수 주일이 걸렸다.

연구팀은 새 현미경을 이용해 생쥐의 선암 세포를 3차원으로 재구성했다. 그 결과 세포핵의 이중 막, 미토콘드리아의 내부, 리소좀과 같은 세포 소기관의 세부 모습을 고해상도로 보여줬다. 고해상도 3차원 영상은 살아있는 세포를 급속도로 동결시킨 뒤 부분 간섭광을 쬐어 얻어졌다. 새로운 X선 현미경은 세포의 초미세 구조의 영상을 지금까지 가장 정밀한 30㎚ 수준에서 보여준다.


[국제신문 공식 페이스북] [국제신문 인스타그램]

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1이동순의 부산 가요 이야기 <1> 부산은 한국 트로트의 고향
  2. 2'명품마을' 혁신을 찾아서 <11> 양산시 창기·법기마을
  3. 3광안대교·마린시티 품은 뷰, 스마트홈 시스템까지 갖춘 아파트
  4. 4묘수풀이 - 2020년 6월 1일
  5. 5도시재생사업 한다며 보존가치 큰 건물 허무는 강서구
  6. 6“광복로 재단장과 시장 관광벨트화 최대 숙원”
  7. 7엄홍길휴먼부산재단 출범…초대회장 정정복 대표
  8. 8해운대·송정해수욕장 1일 문 열지만…거리두기 지켜야
  9. 9[국제칼럼] 미래 아닌 과거로 시선 돌리는 거대여당 /김경국
  10. 10최치원…그의 길 위에서 생각한다 <18> 치원, 양산서 옛 가야 더듬다
  1. 1고속도로 달리던 크라이슬러에서 불, 차량 전소
  2. 2청와대 교육비서관 박경미, 의전비서관 탁현민 발탁
  3. 3닻 올리는 김종인호 ‘PK 패싱’…지역현안·보선공천 갈등 예고
  4. 4내달 초 부산 초중고생 1인당 10만 원씩 준다
  5. 5김부겸 민주당 당권 도전…김두관·김태호 부울경 잡기
  6. 6문 대통령 의중 꿰뚫는 참모들 요직 기용
  7. 721대 임기 시작…PK 의원들 “지역발전·정치혁신” 다짐
  8. 8부산 통합당, 시정 주도권 잡기 박차
  9. 9또 늑장 개원? 김태년 “5일 꼭 열 것…협상대상 아냐”
  10. 10윤미향, 딸 김복동 장학금 의혹에 “허위 주장”…“‘김복동 장학생’은 할머니의 용돈 의미”
  1. 1부산시, 공유토지분할 2139필지 단독소유권 등기
  2. 2임대주택 찾아주고 이사·청소도 한번에 해결
  3. 3광안대교·마린시티 품은 뷰, 스마트홈 시스템까지 갖춘 아파트
  4. 4 국제 해양폐기물 콘퍼런스, 벡스코서 2022년 9월 개최
  5. 5 무학 최재호 회장 감사패 받아
  6. 6코로나 사태 속 기업·가계, 75조 대출 받았다
  7. 7“6월 2일이 ‘유기농 데이’라는 사실, 알고 계셨나요?”
  8. 8‘바다로’ 이용하면 9900원으로 1년 간 섬여행 가능
  9. 9온라인 GSAT 이틀째…오전·오후 두 차례 실시
  10. 10삼성물산, 8천억원대 반포3주구 재건축 시공사 선정
  1. 1전국 구름 많고 남부 빗방울…부산 17~22도·서울 18~28도
  2. 2고3 확진자 부모 등 115명 음성…학원 PC방 접촉자 검사 중
  3. 3해운대·송정 해수욕장 6월 1일 안전개장
  4. 4부산교통공사, 성희롱·성폭력 근절 특별대책 추진
  5. 5코로나19 신규확진 닷새만에 20명대로
  6. 6밤새 술 마신 뒤 출항한 50대 선장 적발…해경 “적발 당시 혈중알코올농도 0.03%”
  7. 7택배노조"CJ 대한통운, 노조원 탄압 대리점 퇴출하라"
  8. 8정부, 내달 11일까지 전국 물류시설에 강도 높은 방역 점검 실시
  9. 9마스크 주문 취소하고 더 높은 가격에…마스크 업체에 과징금 6천만 원
  10. 10'명품마을' 혁신을 찾아서 <11> 양산시 창기·법기마을
  1. 1부산 아이파크 또 미뤄진 첫 승
  2. 2부친상 겪고 데뷔전 오른 샘슨 “야구가 최고의 치료제”
  3. 3롯데, 모처럼 뒷심…두산에 전날 연장 끝내기 패 설욕
  4. 4이소영 첫 ‘와이어 투 와이어’ 우승…통산 5승
  5. 5영국, 6월부터 스포츠 경기 허용…EPL 17일 재개
  6. 6롯데 핫코너(3루수) 수비 4년 중 최악…한동희 길어지는 성장통
  7. 7부산 아이파크, 30일 마수걸이 승리 사냥 나선다
  8. 8부산시축구협회장배 동호인 대회 31일 개최
  9. 9신인급 투수들에 농락 당하는 거인... 호화 물타선 전락 조짐
  10. 10롯데 자이언츠 투수 이승헌 지난 25일 퇴원
우리은행
‘알쓸자이’ 지상강연
미래기후 이야기
‘알쓸자이’ 지상강연
통계자료 제대로 활용하기
  • 낙동강수필공모전
  • 2020 어린이 극지해양 아카데미
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내
스토리 박스