생물독성 신속평가를 위한 렌즈프리 그림자 이미징 기술

Abstract

광학렌즈를 기반으로 사물을 확대하여 공간분해능을 높여 인간의 눈으로 볼 수 없는 생물학적 세포나 분자를 분석할 수 있게 하는 현미경은 현대의 실험실에 필수적인 장비로 진화해오고 있다. 현미경을 통해 작은 사물을 자세하게 볼 수는 있지만, 그와 동시에 잃는 것이 있는데 그것은 바로 좁아진 시계(field-of-view, FOV)이며 이는 한 이미징 시스템의 처리속도와 직결된다. 최근, 우리는 렌즈프리 그림자 이미징 기술을 성공적으로 시연하는데 이 기술에서 세포나 미세사물은 렌즈가 제거된 CCD 혹은 CMOS 이미지 센서와 같은 광전자소자 위에 가까이 위치하고, 마이크로 크기의 핀홀과 결합하여 부분 가간섭성을 가지는 특정한 파장의 LED 광원에 의해 조사된다. 이 때 발생하는 세포나 미세사물의 그림자 또는 회절 패턴들은 이상의 광전자소자에 의해 기록되고 분석되는데 이를 통하여 다양한 세포나 분자의 검출이 가능하다. 간단하고 소형인 장점으로 인해, 본 기술은 현장진단형 현미경의 개발이나 휴대형 분광광도계의 개발 등에 이용될 수 있다. 본 발표에서 우리는 이상의 특성을 가진 렌즈프리 그림자 이미징 기술의 원리와 응용사례를 소개하고, 이 기술이 생물독성 신속평가에 어떻게 기여할 수 있을지 논의한다.