나노기술 및 정책 정보

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현재의 최첨단 기술로도 가장 작은 나노입자를 이미징하는 데 명백한 한계가 있어 연구자들이 분자 수준에서 바이러스 및 기타 구조를 연구하기 어려움.

휴스턴 대학교(University of Houston) 연구팀이 나노 크기의 물체를 위한 새로운 광학 이미징 기술을 보고했으며, 산란되지 않은 빛에 의존하여 직경이 25 나노미터에 불과한 나노 입자를 감지함. PANORAMA로 알려진 이 기술은 금 나노 디스크로 덮인 유리 슬라이드를 사용하여 과학자들이 빛의 투과 변화를 모니터링하고 표적의 특성을 결정할 수 있도록 함. PANORAMA는 Plasmonic Nano-aperture Label-free Imaging (PlAsmonic NanO-apeRture lAbel-free iMAging)에서 이름을 따 왔으며, 이는 기술의 핵심 특성을 나타냄. PANORAMA는 개별 유전체 나노입자의 크기를 감지, 계산 및 결정하는 데 사용할 수 있음. 표준 현미경이 이미지화 할 수 있는 가장 작은 투명 물체는 100 나노미터에서 200 나노미터 사이임. 그 이유는 크기가 매우 작아서 충분한 빛을 반사하지 않고, 흡수 또는 "산란"하여 이미징 시스템이 그 존재를 감지할 수 있기 때문임. 라벨링은 일반적으로 사용되는 또 다른 기술임. 연구자들은 그들이 연구하고 있는 입자(예를 들어, 바이러스에 스파이크 단백질이 있음)에 대해 알고 있어야하며 입자를 더 쉽게 감지하기 위해 형광 염료 또는 다른 방법으로 그 특징을 태그하는 방법을 설계해야 함. 그렇지 않으면 너무 작아서 감지할 수 없기 때문에 현미경으로는 작은 먼지 입자처럼 보이지 않게 될 것임. 또 다른 단점으로, 라벨링은 연구자들이 연구하고자하는 입자에 대해 이미 알고 있는 경우에만 유용함. PANORAMA를 사용하면 라벨링을 할 필요가 없음. PANORAMA는 나노입자에서 산란된 빛을 감지하는 데 의존하지 않기 때문에 직접 볼 수 있음. 대신, 이 시스템을 통해 관찰자는 금 나노 디스크로 덮인 유리 슬라이드를 통해 빛의 투과를 모니터링하여 25 나노미터 크기의 투명한 대상을 감지 할 수 있음. 빛의 변화를 모니터링하여 근처에 있는 나노입자를 감지 할 수 있음. 광학 이미징 시스템은 모든 실험실에서 흔히 볼 수 있는 표준 명시야 현미경임. 다른 라벨없는 이미징 기술에 필요한 레이저나 간섭계는 필요하지 않음. 25nm 나노입자는 시장에서 가장 작은 폴리스티렌 나노입자이기 때문에 그 보다 더 작은 입자에서 실험은 진행되지 않았음.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ (“Plasmonic nano-aperture label-free imaging (PANORAMA)”) 지에 게재됨