IBS, 주사 바늘보다 얇은 내시경 개발

폐, 모세혈관, 뇌 신경계까지 직접 관찰 가능

초미세내시경은 얇은 관을 통해 상자 내부의 물체 영상을 들어다 볼 수 있다(왼쪽, 가운데). 또한 서로 다른 깊이에 놓인 두 물체를 구분해서 볼 수 있다(오른쪽). IBS 제공

[파이낸셜뉴스] 기초과학연구원(IBS) 분자 분광학 및 동력학 연구단 최원식 부연구단장팀과 고려대 바이오의공학과 최영운 교수팀은 주사바늘보다 얇은 초미세내시경을 개발했다. 연구진은 이 내시경으로 박테리아보다 작은 생체 구조의 입체 영상을 얻는데 성공했다.

최원식 부연구단장은 2일 "기존의 내시경으로 접근하기 어려웠던 폐나 모세혈관, 나아가 뇌 신경계까지 최소한의 피부 절개로 질병을 조기 진단할 수 있는 가능성을 열었다"고 말했다.

연구진은 광섬유 다발 중 하나의 광섬유에 빛을 집속시켜 광섬유에서 일정 거리 떨어져 있는 물체를 조명했다. 물체에서 반사된 빛은 여러 개의 다른 광섬유를 통해 물체에 대한 정보를 전달한다. 이때 얻은 반사 홀로그래피 이미지를 측정하고 각 코어마다 발생되는 왜곡을 보정해 고해상도 이미지를 얻었다.

초미세내시경은 광섬유 말단에 어떠한 장비도 부착하지 않아 내시경 프로브의 지름이 350μm(마이크로미터=100만분의 1m)로 매우 얇다. 이는 주사 바늘(약 500μm)보다도 가늘다.

이 내시경은 일반적인 광섬유 다발 내시경으로 할 수 없는 현미경급의 고해상도 이미지 촬영이 가능하다.

연구진은 이를 이용해 실험쥐 소장 안에 있는 융털과 같이 반사도가 매우 낮아 관찰하기가 어려운 생물 샘플에서도 형광 염색 없이 이미지를 촬영했다.

물체 간 거리가 850nm(나노미터=10억분의 1ｍ)정도 떨어져있는 것도 구분할 수 있을 정도다.

참고로 박테리아 크기가 1000nm 정도다. 측정한 홀로그래피 정보를 보정해 다중 깊이의 3D 이미지도 복원할 수 있는데, 물체 간 깊이가 14μm정도 떨어져있는 것도 구분할 수 있다.

한편, 연구진은 이번 연구결과를 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 8월 2일자 온라인 판에 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자