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첨단기술정보

3광자 형광현미경에 의한 세포 심부 관찰

전문가 제언: 형광현미경을 이용하면 미리 형광물질(Fluorescent Probe, FP)로 처리한 생물체의 분자, 세포, 조직의 활동을 단일 분자 수준의 감도로 관찰할 수 있다. FP 내의 전자가 입사 광자에 의해 들뜬 상태로 되었다가 다시 제자리로 돌아가는 과정에서 독특한 색채의 형광 광자를 방출하기 때문이다. 하나의 고에너지 입사 광자로 하나의 형광 광자를 발생시키는 것을 단광자 방식이라 하고, 두세 개의 저에너지 입사 광자들의 공조를 통해 하나의 형광 광자를 발생시키는 것을 다광자 방식이라 한다. 단광자 방식은 장치 셋업이 단순하고, 이용 가능한 FP의 종류도 많기 때문에 널리 사용되지만, 낮은 해상도와 얕은 침투 능력이 약점이다. 반면에 다광자 방식은 높은 해상도와 감도, 깊은 침투 능력 및 적은 세포 손상 등의 장점이 있지만, 이용 가능한 FP가 드물다는 약점이 있다. 그러나 최근 Hyeon 등(Nature Materials, 12, 359~366, 2013)은 Mn으로 도핑한 ZnS 양자점 FP를 3광자 방식에 성공적으로 적용함으로써 다광자 방식의 단점을 극복할 수 있는 계기를 마련하였다.