KBSI, 단시간에 단일 나노입자 ‘대량 측정·분석’ 가능한 현미경 개발

[이뉴스투데이 전한울 기자] 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 장기수 연구장비개발부 박사 연구팀이 일반 광학현미경으로는 관찰하기 어려운 미세한 나노입자를 기판 위에 분산시켜 단일 나노입자를 검출한 뒤 나노입자의 빛 흡수 스펙트럼과 발열을 측정해 광학적, 열적 특성을 분석할 수 있는 새로운 광학현미경 시스템을 개발했다고 12일 밝혔다.

나노입자를 암 세포에만 선택적으로 전달해 빛을 쪼여 광열효과에 의해 발생하는 열로 암 세포만 선택적으로 사멸시키는 ‘광열치료’ 연구가 진행되고 있다. 

그러나 나노입자는 입자의 크기, 모양, 조성, 주변물질에 따라 광열특성이 급격히 변하는 성질로 인해 나노입자 각각의 특성과 조건에 맞는 나노입자를 개발하는 것이 어려웠다. 다양한 형태의 나노입자의 광열특성을 이해하기 위해선 단일 나노입자의 특성을 측정, 분석할 수 있는 현미경이 필요하다. 

연구팀이 개발한 현미경 시스템은 나노입자에서 산란되는 빛만을 볼 수 있는 ‘암시야 산란현미경’과 시료에 빛을 쬐어 나노입자의 의해 흡수된 빛의 발열을 볼 수 있는 ‘광열반사 현미경’을 결합한 새로운 융합형 광학현미경이다. 

암시야 산란 현미경 기능으로는 기판위에 분산된 단일 나노입자들의 위치를 파악하고, 광열반사 현미경 기능으로는 위치가 파악된 나노입자의 빛 흡수 스펙트럼을 측정할 수 있는 이중모드 방식이다. 특히 광열반사 현미경은 넓은 조사가 가능해 단시간에 대량 측정이 가능하다.

이번 연구결과는 KBSI 분석과학 연구장비개발사업의 지원으로 진행됐으며, 광학분야 저명한 학술지 ‘나노포토닉스’ 10월호에 게재됐다. 

한편 연구팀은 사용자 편의성 향상을 위한 소프트웨어 개발을 병행하면서 ‘나노입자 연구용 분석장비’로 조기 상용화를 추진할 계획이다.