생체분자 2500의 흡수·발광성분(스펙트럼) 5분 이내 계측 광학현미경 개발
암 과정도 관찰
東京대학 물리학 전공의 小林孝嘉교수 등은 생체분자 2500곳의 흡수·발광성분(스펙트럼)을 5분 이내에 계측할 수있는 근접장 광학현미경(SNOM)을 개발했다. 이로써 시아닌 색소의 J회합체를 분해능 100나노미터, 100나노미터 피치에서 50×50의 다점을 관측했다. 지금까지, 3, 5점의 스펙트럼을 계측한 예는 있지만,고속으로 이렇게 많은 다점을 관측하기는 처음. 암 세포 등, 세포 레벨에서 병변 등의 관찰도 가능하게 된다고 한다.
개발한 SNOM은 분해능이 100나노미터로그리 높지 않지만 전기계를개량하여 1점의 흡수·발광파장 스팩트럼 성분 1025 채널분을 0.1초만에 전하결합소자(CCD) 센서에 고속전송할 수 있게 되었다. 이로써 사방 5마이크로미터영역의 2500점 스팩트럼을 100나노미터 피치로 주사, 4, 5분만에 계측할 수 있다. 지금까지는 CCD에 한꺼번에 스펙트럼을 넣을 수가 없었다.
실제로 감광제로서 사용되는시아닌 색소의 J회합체의분자상태를 관찰했다. J회합체는 초분자라고도 불리며, 반주가 집합되어마치 하나의 분자처럼활동한다. 신형 SNOM에서 2500점을 계측, 실제의 분자를 보는 것은 아니지만J회합체의 전자상태 스펙트럼을 관찰하여 분자상태를 해명할 수 있다.
시어닌 색소의 J회합체의 관찰에서는 흡수·발광 스펙트럼의 피크 강도, 피크파장, 반치 폭(半値幅) 등 셋을 관찰. 이들에 서로 관계하는 모습과 J회합체의 구성방법 등을 알았다.
SNOM은 전자현미경 등과 달리 생체분자를 산 채로 계측할 수 있다. 신기술은 우수한 광스위치 재료인 시니언 색소 J회합체 등을 분자 레벨에서 관측할 수 있을 뿐 아니라 암 세포의 스펙트럼 변화를 관측함으로써 암화의 과정을 아는 등, 의학·생체분야에서도 새로운 유력한 툴이 될 듯하다. (NK)
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