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도쿄대학(東京大學) 대학원 이학계연구과 연구그룹이 가시광으로 고해상도 형태 이미지를 측정하는 ‘정량위상현미경 기술’과 적외선으로 분자 진동을 측정하는 ‘분자진동분광 기술’을 융합한 새로운 ‘라벨 프리(Label-free) 현미경(적외 포토 서멀(photothermal) 정량위상현미경)’을 개발하는 데 성공함. 이 기술은 생체 분자가 적외광을 흡수하여 진동함으로써 발생하는 온도 상승(광열 효과, photothermal)에 따른 굴절률의 변화를 정량적 위상 현미경으로 감지함. 이로써 세포의 자세한 형태 정보가 되는 정량위상 이미지를 얻으면서 동시에 특정 생체 분자에서 유래하는 분자 진동의 분포도 얻을 수 있음. 본 방법의 경우 국소적인 적외선 흡수 현상을 가시광에 기반한 ‘결상(結像)’으로 검출하기 때문에 더 높은 공간 해상도(본 연구에서는 440nm 이상)를 달성 할 수 있음. 또한 라만 산란보다 효율적인 적외 흡수 현상을 이용하기 때문에 고강도 초단 펄스 레이저를 사용하지 않고 높은 감도를 얻을 수 있어 세포에 대한 광독성을 크게 줄일 수 있음. 본 현미경 기술은 미세 세포를 파괴하지 않고 기존에는 불가능했던 세포의 자세한 형태 정보와 분자 분포 정보를 ​​동시에 측정할 수 있기 때문에 향후 의료 및 생물학의 새로운 세포 측정 도구로 이용될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Optica’ (“Label-free biochemical quantitative phase imaging with mid-infrared photothermal effect”)지에 게재됨