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〈박 용 근 교수〉
우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 개발한 3차원 홀로그래픽 현미경 기술이 상용화됐다.
박 교수는 작년 9월 광학측정 첨단기술 분야에서 두터운 경험을 가진 홍기현 대표와 공동으로 ㈜토모큐브(TomoCube, Inc.)를 설립해 상용화 제품을 출시했다.
기존의 현미경 기술은 형광 물질 등으로 염색해야 3차원 영상 획득이 가능했고, 이 과정에서 살아있는 세포를 관찰하기 어려웠다. 특히 체내에 다시 주입해야 하는 면역세포나 줄기세포 등에는 적용이 원천적으로 불가능했다.
토모큐브는 디지털 홀로그래피 기술을 이용해 CT촬영의 원리를 레이저로 현미경 수준에서 구현했다. 이 홀로그래픽 현미경은 살아있는 세포와 조직을 염색하지 않아도 실시간 3차원 영상 측정이 가능하고 세포 내부를 관찰할 수 있다.
박 교수의 높은 기술력과 성장 가능성은 금융권에서도 주목을 받았다. 창업 직후 다수의 국내외 벤처투자회사에서 투자 의향을 밝혔고, 이 중 소프트뱅크벤처스와 한미사이언스에서 공동투자를 집행해 창업 6개월 만에 30억 원의 투자를 유치했다.
이 시제품은 이미 서울대 분당병원과 보라매병원에서 사용되고 있다. 이 현미경은 지난 2월 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘포토닉스 웨스트 2016(Photonics West 2016)’에서 발표돼 관계자들의 주목을 받았고 현재 전 세계 유통망을 설립 중이다.
토모큐브 측은 “이 기술은 세포를 관찰하는 현미경 기술의 새 패러다임이다”며 “향후 제약, 신경세포학, 면역학, 혈액학, 세포생물학 등 다양한 분야에 확산될 것으로 기대된다”고 전했다.
박 교수는 “KAIST 창업원의 체계적 지원을 통해 단기간에 효과적인 창업이 가능했다”며 “향후 대한민국의 신 성장을 주도할 첨단 의료기기, 바이오업체가 계속 나오길 희망한다”고 말했다.
관련 제품은 ㈜토모큐브의 홈페이지(http://www.tomocube.com) 을 통해 예약주문 할 수 있다.
□ 그림 설명
그림1. ㈜토모큐브사의 3차원 홀로그래피 현미경 제품 사진
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그림2. ㈜토모큐브사의 현미경으로 측정한 다양한 세포 의 3차원 영상(적혈구, 백혈구, 간세포)
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연구 엑스선 현미경 해상도 한계 극복
엑스선 현미경은 대부분 물질을 투과하는 장점이 있어 흉부 엑스선이나 CT 촬영을 통해 신체 내부 장기와 골격을 비침습적으로 관찰할 수 있다. 최근에는 반도체, 배터리의 내부 구조를 나노스케일에서 정밀하게 관찰하기 위해 엑스선 영상 기술의 해상도를 높이려는 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 포항가속기연구소 임준 박사 연구팀과 공동연구를 통해 기존 엑스선 현미경의 해상도 한계를 극복할 수 있는 원천 기술 개발에 성공했다고 12일(수) 밝혔다. 물리학과 이겨레 박사가 제1 저자로 참여한 이번 연구는 광학 및 광자학의 세계적인 학술지인 `라이트: 사이언스 앤 어플리케이션 (Light: Science and Application)' 4월 7일 字에 출판됐다. (논문명: Direct high-resolution X-ray imaging exploiting pseudorandomness). 엑스선 나노 현미경은 굴절 렌즈가 없어 렌즈 대용으로
2023-04-12 -
연구 새로운 인공지능 형광 현미경 적용, 뇌 신경세포 등 3차원 고화질 영상기술 개발
우리 대학 김재철 AI 대학원 예종철 교수 연구팀이 서울대학교 장성호 교수팀, 포스텍 김기현 교수팀과 공동연구를 통해 형광 현미경의 오랜 문제인 이방성(Anisotropy)을 해결해, 3차원 영상 화질을 획기적으로 끌어올리는 인공지능 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이방성 문제란 형광 현미경으로 3차원 영상을 획득하는 데 있어 빛의 성질로 인해 영상 공간 방향 간에 적게는 2~3배, 많게는 10배까지도 화질 차이가 발생하는 문제를 뜻한다. 예를 들면 3차원 영상을 보는 각도마다 화질의 차이가 발생하는 것이다. 연구팀은 수학적 기법인 최적 수송이론 기반을 둔 새로운 인공지능 시스템을 개발해 공초점 현미경과 광 시트 현미경에 적용했다. 기존 인공지능 기법들과는 다르게, 인공지능 학습 데이터가 따로 필요하지 않고, 하나의 3차원 영상만으로도 인공지능 학습에 적용할 수 있다는 점에서 획기적이라 볼 수 있으며, 생물학 연구자들에게 생물 표본의 3차원 고화질 영상 획득에 큰 도움을
2022-06-29 -
연구 인공지능 이용해 3차원 홀로그래피 현미경의 박테리아 신속 식별 기술 개발
우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 홀로그래피 현미경과 인공지능을 이용한 신속 박테리아 병원균 식별 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 병원균의 조기 식별은 감염질환 치료에 필수적이다. 치명적인 상태로 진행되기 전에 감염균에 맞는 효과적인 항생제의 선택과 투여가 가능해지기 때문이다. 하지만 현재의 일상적 병원균 식별은 통상 수일이 소요된다. 이로 인해 감염 초기 식별 결과 없이 실증적인 처방으로 항생제를 투여하는 사례가 빈번하며, 이로 인해 패혈증의 경우 치명률이 50%에 달하며 항생제 남용으로 인한 슈퍼박테리아 문제도 발생한다. 기존 방법으로 병원균 식별이 오래 걸리는 원인은 긴 박테리아 배양 시간이다. 질량 분석기로 대표되는 식별 기술들은 일정량 이상의 박테리아 표본이 확보되어야 균종과 관련된 분자적 신호를 검출할 수 있다. 이로 인해, 환자에서 추출한 시편을 하루 이상 배양해야만 검출이 될 정도의 박테리아 개수가 확보된다. 광학 분야의 저명 학술지인 `빛: 과
2022-06-27 -
연구 리튬이온전지 충방전 과정을 나노스케일에서 영상화 성공
리튬이온전지는 스마트폰과 전기차 그리고 드론을 비롯한 각종 이동 수단에 필수적인 에너지 저장 매체로 사용되고 있다. 기후변화와 코로나 팬데믹이 키워드가 되는 시대가 도래하면서 급증하는 수요에 대응하기 위해 리튬이온전지의 에너지 용량, 충전 속도 등의 전기화학적 특성을 향상하려는 연구들이 이뤄지고 있지만, 기존의 전기화학 특성 평가 방법으로는 나노미터 수준의 미시세계에서 벌어지고 있는 현상들을 이해하기 어렵다. 따라서, 전기화학 특성에 대한 통합적인 이해를 위해 나노스케일 수준에서 리튬이온의 농도 및 전기전도도 분석 기술의 개발은 필수적이다. 우리 대학 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 독일의 아헨공과대학교 플로리안 하우센(Florian Hausen) 교수와 독일 뮌스터 대학교 카린 클라이너(Karin Kleiner) 교수와 협업하여 고용량 리튬이온배터리를 충‧방전할 때 리튬이온이 움직이는 모습과 그로 인해서 전자들이 움직이는 전도 경로 그리고 격자들의 움직임을 원자간력 현미경
2022-04-29 -
연구 형광 염색 없이 분자 정보를 보는 AI 현미경 개발
우리 대학 물리학과 박용근 석좌교수 연구팀이 형광 염색 없이 세포의 분자 정보를 볼 수 있는 인공지능 현미경 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 광학 현미경은 수백 년 전부터 현재에 이르기까지 생물학 및 의학에서 가장 중요하게 쓰이는 기술 중 하나로, 이미지 형성 원리에 따라 여러 형태로 발전해왔다. 최근 수십 년간 분자생물학이 눈부시게 발전하면서 세포 내의 특정 구조를 형광(fluorescence) 으로 표지하는 것이 가능해졌고, 이처럼 높은 생화학적 특이성(biochemical specificity) 덕분에 형광 현미경은 현재 가장 폭넓게 쓰이는 광학 현미경 기술이 됐다. 그러나 형광 현미경은 형광 표지 자체가 세포를 변형하는 것이기 때문에 세포에 부담을 주게 되고, 밝기와 세포독성, 안정성 문제 때문에 초고속 또는 장기간 측정이 힘들며, 제한된 색깔로 인해 다양한 구조를 동시에 보는 것이 어려운 근본적인 한계가 있다. 이와는 대조적으로, 각 물질과 빛의 상호작용을
2021-12-20