살아있는 세포를 실시간 관찰하기 위해서는 어떤 현미경이 사용될까?
대표적인 것이 ‘공초점레이저형광현미경’(CLSM)이다. 공초점(Confocal)이란 광원이 되는 레이저에서 시료의 초점과 맞지 않는 빛은 제거하고 초점과 일치하는 빛만 쓴다는 뜻이다. CLSM은 레이저를 시료에 쏘아 일정한 파장의 빛을 발생시켜 대물렌즈를 지나도록 한 다음, 초점이 정확하게 맞는 빛만을 검출기 조리개로 분리한 뒤 검출기로 받아 디지털 신호로 바꿔 컴퓨터로 관찰한다.
레이저는 시료의 내부까지 깊이 침투할 수 있기 때문에 윗부분부터 아랫부분까지 단층 이미지를 촬영하면 살아있는 세포를 3차원 입체 영상으로 관찰 할 수도 있다.
이런 장점 때문에 CLSM은 생물학 연구의 필수 장비로 자리를 잡았다. 그러나 관찰을 위해 세포에 형광물질을 투여해야만 하고, 시간이 지나면 형광체의 발광이 사라져 지속적인 관찰이 힘들다는 단점이 있다.
이러한 단점을 극복하기 위해 개발되고 있는 것이 CARS(Coherent Anti-stokes Raman Scattering)다. 방출되는 다양한 파장의 빛 가운데 특정한 빛을 선택하는 CLSM과 달리, CARS는 원하는 세포부위 분자의 진동을 강하게 유도하는 파장의 빛을 광원으로 쓴다. 이 방식을 쓰면 방출되는 신호의 세기를 획기적으로 증대시킬 수 있기 때문에 세포에 형광물질을 투여하지 않고도 해상도가 높은 이미지를 얻을 수 있다.
한국표준과학연구원 이재용 박사는 2013년 상용화를 목표로 현재 CARS 연구를 추진하고 있다.
