장기수(왼쪽) 박사 연구진. [KBSI 제공]
장기수(왼쪽) 박사 연구진. [KBSI 제공]

최근 나노입자의 광열효과를 이용한 온열 암치료법이 전 세계적으로 주목받고 있는 가운데, 나노입자에 빛을 쪼일 때 발생하는 발열특성을 정밀하게 측정할 수 있는 현미경 기술이 개발됐다. 암과 같은 질병의 조기진단 및 정확한 치료를 위한 기능성 나노입자 개발에 활용될 수 있어 의료계에 희소식이 될 것으로 보인다.

한국기초과학지원연구원(KBSI) 연구장비개발부 장기수 박사 연구팀은 일반 광학현미경으로는 관찰이 어려운 작은 크기의 나노입자를 기판위에 분산시켜 단일 나노입자를 검출하고, 검출된 나노입자의 빛 흡수 스펙트럼 및 발열을 측정할 수 있는 신개념 광학현미경 시스템 개발에 성공했다고 12일 밝혔다.

광열효과란 나노입자에 빛을 조사할 때 나노입자에 의해 흡수된 특정 파장의 빛 에너지가 열로 변환되는 효과를 말한다.

연구팀이 개발한 현미경 시스템은 나노입자에서 산란되는 빛만을 볼 수 있는 암시야 산란현미경과 시료에 빛을 쬐어 나노입자의 의해 흡수된 빛의 발열을 볼 수 있는 광열반사 현미경을 결합한 신개념 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 넓은 현미경 시야 내에 있는 약 1만개 이상 단일 나노입자의 흡수 스펙트럼 및 발열 특성을 한 번에 획득할 수 있어, 단시간에 대량 측정이 가능하다.

전 세계 금 나노입자 시장은 오는 2025년까지 약 63억 달러 규모로 가파른 성장이 전망되면서, 향후 나노입자 특성 분석장비에 대한 시장수요도 더 많아질 것으로 예상된다. 이번에 개발한 현미경 시스템은 기존에 없던 단일 나노입자 수준의 광열특성 분석기술을 구현한 것으로, 국내 기술로 연구장비 시장의 새로운 영역을 개척했다는 점에서 의미가 크다.

장기수 박사는 “이번에 개발한 현미경 시스템은 기존 광학현미경 플랫폼과 호환할 수 있도록 확장성을 갖고 있어 광학적 지식이 부족한 나노입자 개발분야 연구자들도 손쉽게 사용할 수 있다”며 “연구장비의 상용화 가능성도 높다고 판단해 관련특허 출원도 완료했다”고 말했다.

이번 연구결과는 광학분야 국제학술지 ‘나노포토닉스’ 10월호에 게재됐다.

구본혁 기자


nbgkoo@heraldcorp.com