렌즈프리 그림자 이미지 분석을 이용한 미세조류의 개체수 측정

Abstract

미세조류는 단세포 광합성 생물로 수중 생태계의 1차 생산자이다. 최근 미세조류는 기후변화의 측정지표, 대체에너지의 재료, 식품 및 의약품의 원료, 폐수처리 및 환경정화 물질 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 미세조류의 상태를 분석하는 기본적인 방법은 조건에 따라 변화되는 미세조류의 개체수를 측정하는 것이다. 미세조류의 개체수를 측정하는 방법은 현미경과 계수판(counting chamber)을 이용하여 직접적으로 개체수를 측정하는 직접계수법과 미세조류의 클로로필의 양에 따라 변화되는 형광광도 또는 흡광도를 측정한 후, 이 값을 개체수로 환산하여 간접적으로 개체수를 측정하는 간접계수법으로 구분할 수 있다. 직접계수법은 간접계수법에 비해 측정결과의 정확도가 높으나, 측정과정에서 인력과 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 측정자의 주관적인 판단에 의해 측정결과에 오차를 발생시킬 수 있는 단점이 있다. 본 연구에서는 LED와 CMOS 이미지 센서 등의 전자광학 부품으로 구성된 렌즈프리 그림자 이미징 기술(Lens-free shadow Imaging technology, LSIT)을 이용한 미세조류 계수법을 소개한다. 또한, 해당 방법의 효용성을 입증하기 위해서, 해양 녹조류(Dunaliella tertiolecta)를 대상으로 조류경보 발령기준인 관심(1,000 cells/mL)에서부터 대발생(1,000,000 cells/mL) 영역의 농도 조건으로 녹조류의 개체수를 직접계수법(SR 챔버, Hemocytometer)과 렌즈프리 그림자 이미징 방법으로 측정한 결과들을 비교하였다. 해당 실험을 통해서 본 연구에서 새롭게 제안한 렌즈프리 그림자 이미징 기술 기반의 개체수 측정방법의 장점과 기존의 개체수 측정방법을 대체할 수 있는 가능성을 확인할 수 있다.