(A new nanoscale ultrasound technique for imaging live cells could rival the optical super-resolution techniques which won the 2014 Nobel Prize for Chemistry.(Credit: University of Nottingham))
초음파는 환자의 몸에 상처나 손상을 입히지 않고 실시간으로 내부 장기를 보는데 널리 활용되고 있습니다. 특히 심장처럼 계속 움직이는 장기를 들여다보고 수축 이완 능력을 평가할 수 있을 뿐 아니라 피의 흐름 역시 측정할 수 있다는 점에서 여러 모로 유용합니다. 더 나아가 최근에는 초미세 구조까지 초음파로 파악하려는 연구가 진행중입니다.
노팅햄 대학의 연구팀은 살아있는 세포 내부를 볼 수 있는 초음파 영상 기술을 개발했습니다. 연구팀이 개발한 sub-optical phonon (sound) imaging 기술은 2014년 노벨 화학상을 수상했던 STED 같은 미세 현미경 기술과 견줄만하면서 세포에 아무 손상없이 실시간으로 세포내 소기관을 볼 수 있다고 합니다.
STED나 비슷한 방법은 모두 형광 물질을 사용하기 때문에 그 자체가 세포에 독성이 있을 수 있으며 세포의 반응을 바꿀 수 있는 가능성을 내포하고 있습니다. 하지만 초음파는 아무 손상없이 내부를 실시간으로 들여다볼 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 그러나 빛의 파장보다 더 짧은 초음파를 세포 하나에 집중시키는 일은 대단히 어려운 일이었습니다.
노팅햄 대학의 연구팀은 이 한계를 극복하고 최초로 세포의 초음파 이미지를 얻는 데 성공했습니다. (사진) 과거 다른 초음파 기반 이미징 기술처럼 앞으로 기술을 개선한다면 세포 생물학 연구나 조직 연구에 있어 새로운 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대됩니다.
참고
Fernando Pérez-Cota et al. High resolution 3D imaging of living cells with sub-optical wavelength phonons, Scientific Reports (2016). DOI: 10.1038/srep39326
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