유럽 ​​분자 생물학 연구소(EMBL)의 연구원들은 Brillouin 현미경 기술을 사용하여 이미징 분야에서 획기적인 발전을 이루었으며, Brillouin 현미경의 속도와 처리량을 1,000배 증가시키고, 감광성 생물학적 샘플을 보다 효율적으로 관찰하고, 생명 과학 탐구를 위한 강력한 도구를 제공했습니다. 관련 논문이 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 저널 20일자에 게재되었습니다.

"브릴루앙 산란"은 빛이 물질에 부딪힐 때 물질 내부에서 자연적으로 발생하는 열 진동과 상호 작용하여 에너지를 교환하고 빛의 주파수나 색상을 약간 변경하는 것을 의미합니다. 산란광의 스펙트럼을 측정하면 물질의 내부 구조와 물리적 특성을 밝힐 수 있습니다.

21세기 초가 되어서야 '브릴루앙 산란' 원리가 생물학의 비침습적 실시간 영상 기술에 적용되었습니다. 지금까지 브릴루앙 현미경을 사용하는 과학자들은 관찰 대상의 한 픽셀만 한 번에 볼 수 있었습니다. 2022년 EMBL Prevedel 팀은 처음으로 시야를 100픽셀을 포함하는 라인으로 확장했습니다. 이 기술의 개발로 이미징 속도와 해상도가 크게 향상되었으며 빛 손상이 감소했습니다. 영국의 "가디언(Guardian)"지는 이 성과를 올해의 10대 과학 뉴스 중 하나로 선정했습니다.

연구진은 이번에 브릴루앙 현미경 기술을 개선해 약 1,000배 더 빠르고, 1,000배 더 효율적으로 만들었습니다. 동시에 새로운 현미경 방법은 관찰 대상을 따라 선만 보는 것에서 이제 약 10,000픽셀의 완전한 평면을 볼 수 있는 것으로 관찰할 수 있는 물질의 범위를 확장했습니다. 이를 통해 과학자들은 살아있는 유기체를 관찰할 수 있을 만큼 빠르게 3D 이미지를 캡처할 수 있습니다.

논문의 교신저자이자 EMBL 팀의 리더인 Robert Prevedel은 기계적 이미징 또는 브릴루앙 이미징 분야의 이러한 발전은 매우 중요하며 과학자들이 생명을 탐구할 수 있는 새로운 "창"을 열어준다고 말했습니다.

이 방법은 암, 죽상경화증, 알츠하이머병 및 기타 질병의 조기 진단을 위한 강력한 도구를 제공할 것입니다. 이는 또한 과학자들이 정상적인 발달 과정에서 세포의 기계적 변화를 측정하고 추적하는 방법에 혁명을 일으킬 것이며 생물학에서 기계적 힘의 중요성에 대한 과학자의 이해를 크게 향상시킬 것입니다.