박용근 물리학과 교수 광학현미경 연구 참여한 화학과 4학년 조상연씨

수십만원대 광학현미경으로 수억원대 현미경수준 관찰 가능 기술 개발

‘네이처’ 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 게재…지난해 2월 ‘셀’ 이어 두번째

［헤럴드경제=신상윤 기자］카이스트(KAISTㆍ한국과학기술원)의 한 학부생이 세계적 학술지에 논문을 두 차례나 게재해 ‘차세대 과학자’로 주목받고 있다. 학부생의 논문이 국제학술지에 실리는 경우가 있었지만, 권위 있는 학술지에 두 번이나 실린 것은 이례적이다.

5일 카이스트에 따르면 박용근 물리학과 교수가 주도하고 화학과 4학년인 조상연(23ㆍ사진) 씨가 참여한 수십 나노미터(㎚ㆍ10억분의 1ｍ)급 초고해상도 광학현미경 연구 결과가 세계적 권위 과학학술지 ‘네이처’의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’에 실렸다.

조씨는 지난해 2월 말라리아 연구와 관련, 제1저자로 발표한 논문이 세계 권위 과학전문지 ‘셀(Cell)’의 자매지 ‘생명공학의 동향(Trends in Biotechnology)’에 게재된 바 있다.

이번 연구는 중학교 생물 실험에 사용되는 수십만원대의 현미경을 수억원대의 초고해상도 현미경 수준으로 구현할 수 있는 기술이다. 기존 광학현미경으로는 지름이 250㎚ 정도 되는 물체는 ‘점’으로밖에 인식할 수 없지만, 이번 기술을 활용하면 30㎚ 크기까지 관찰할 수 있다.

세포 구조뿐만 아니라 바이러스나 단백질의 존재 여부도 확인할 수 있다. 서로 다른 색상의 형광을 내는 두 개의 나노입자가 10㎚ 이내로 가까워지면 그 사이에 에너지 전달이 생겨 각자의 형광스펙트럼이 달라지는 FRET(형광공명에너지전이) 현상을 이용했다.

형광물체로 염색된 분자에 에너지가 상호작용하는 물질을 첨가하면, FRET 현상으로 인해 에너지를 전달받은 분자가 형광을 일으키면서 높은 해상도의 영상을 획득할 수 있게 된다.

조씨는 “깜빡이는 자동센서 가로등을 보고 물리학 시간에 배운 형광 공명 에너지 전이 현상이 떠올라 연구 아이디어를 냈다”며 “저렴한 비용으로 초고해상도 광학 영상을 얻을 수 있다”고 말했다.

ken@heraldcorp.com


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