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미세 입자의 3차원 영상 촬영기술 개발
우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀은 CT촬영의 원리와 비슷한 광회절 단층촬영법을 이용해, 광학 집게로 포획한 입자의 3차원 위치를 고속으로 측정할 수 있는 기술을 개발했다.
이 기술로 광학 집게를 사용한 세포 단계의 수술 작업을 실시간 촬영할 수 있어 세포의 반응, 수술 예후 등을 모니터링 할 수 있게 됐으며, 기존에는 어려웠던 세포 내부 성분 및 총량에 대한 정확한 수치 측정이 가능해졌다.
연구 결과는 미국 광학회지 ‘옵티카(Optica)’ 4월 20일자 온라인 판 표지 논문으로 선정됐다.
광학 집게는 빛을 이용해 미세 입자를 포획해 힘을 가하거나 3차원 위치를 자유자재로 움직일 수 있는 기술이다.
렌즈를 이용해 레이저 빔을 머리카락의 수백분의 일 크기의 초점으로 모으면 자석에 철가루가 끌려오듯 주변의 미세입자들이 달라붙는다. 초점의 위치를 옮기거나 힘을 가해서 미세 입자의 3차원 위치를 조절하는 것이 광학 집게의 원리이다.
광학 집게로 움직인 미세 입자의 위치를 측정하기 위해서 광학 현미경을 이용하는데, 입자의 2차원 움직임은 미세 입자에 의해 산란된 빛의 정보를 측정함으로써 쉽게 알 수 있었다.
하지만 다른 물체가 시선 방향의 미세 입자를 가로막아 산란된 빛의 정보가 왜곡되거나, 생물 세포처럼 복잡한 형상인 경우에는 3차원 위치의 정확한 측정이 어려웠다.
연구팀은 병원의 CT촬영 원리와 비슷한 광회절 단층촬영법을 이용해 입자의 3차원 영상화에 성공했다. 다각도로 CT 영상을 찍어 환자 몸 내부를 들여다보듯이, 광학 집게로 포획한 미세 입자에 레이저 빔을 여러 각도로 입사해 촬영한 뒤 이를 분석하는 방식이다.
2 마이크로미터 크기의 유리구슬을 광학 집게로 집어 백혈구 세포 위에 얹은 뒤 백혈구의 반응을 1초당 60장의 속도로 영상화했다. 앞쪽에 위치한 백혈구가 구슬을 가려 기존의 기술로는 촬영이 어려웠지만, 연구팀의 광회절 단층촬영법으로 구슬의 3차원 위치 뿐 아니라 백혈구 내부의 물질 분포도 측정이 가능했다.
박 교수는 “포획한 입자의 3차원 위치와 내부 구조를 별도의 표지 없이 빠른 속도로 측정 가능한 기술이다” 며 “향후 물리학, 광학, 나노기술 및 의학 등의 다양한 분야에 응용될 것으로 기대한다”고 말했다.
김규현 학생(제1저자)은 "물리적, 화학적 자극에 따른 세포 반응을 단일 세포 단계에서 관찰하는 것이 중요하다"며, "이 방법을 이용해 부유 입자와 세포, 조직 등의 다양한 시스템에 광학 집게로 힘을 가하고 이를 3차원으로 실시간 영상화하는 실험을 수행할 예정이다"고 말했다.
□ 그림 설명
그림 1. 광집게로 집은 유리구슬을 백혈구 세포에 얹은 모습
그림2. 일반 현미경 관찰 영상과 광회절 단층촬영법 관찰 영상 비교
2015.04.21 조회수 15933 -
뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008
- 미래를 이끌어갈 디지털 영화 제작 워크숍, 뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008- 오는 3일(토) 오전 11시, 서울 서머셋 팰리스 호텔에서 오픈하우스우리학교 문화기술대학원과 뉴욕 필름 아카데미가 공동으로 개최하는 ‘뉴욕 필름 아카데미(New York Film Academy)-KAIST 2008’ 오픈하우스가 오는 3일(토) 오전 11시부터 서울 서머셋 팰리스 호텔에서 열린다.
이번 설명회는 2008년 1월 4일(금)부터 1월 31일(목)까지 총 4주간 열리는 디지털 영화 제작(digital film making) 워크숍을 소개하는 자리다.
`뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008" 워크숍은 뉴욕 필름 아카데미 전문 강사진이 직접 파견되어 현지와 같은 수업 방식으로 진행된다. 워크숍 참가자들은 두 편의 작품을 감독하고 마지막 작품은 DV(Digital Video)로 촬영하며 직접 편집도 한다. 수업은 영화연출기법, 영상편집, 영화음향녹음, 시나리오 작성법, 카메라 촬영법 및 조명 등으로 이루어진다. 영화를 직접 제작해 봄으로써 디지털 영화에 대한 전문적인 이해와 표현 능력을 기를 수 있는 좋은 기회다. 이 과정 수료자에게는 뉴욕 필름 아카데미와 우리 학교 문화기술대학원 공동 수료증이 주어진다.
뉴욕 필름 아카데미는 최고의 영화제작 교육 프로그램을 가진 세계적인 영화학교중 하나다. 세계적 수준의 전문 강사와 교수들이 영화제작에 대한 실용적 지식과 노하우를 전수하며, 학생 일인당 카메라 대수가 세계에서 가장 높은 학교로도 유명하다. 뉴욕과 LA, 파리, 런던 등에 캠퍼스를 두고 세계 각 지역에서 영화 제작 워크숍을 진행하고 있다.
2007.11.01 조회수 21582