ONI의 'Super Resolution Microscope: Nanoimager'를 이용한 세미나 발표자료는 자연과학에서 제공하였으며 주요 내용은 다음과 같다.
1. 서론
생명과학 분야에서 형광현미경은 살아있는 시료의 형태 및 현상을 직접 볼 수 있게 해 주는 중요한 도구 중 하나이다. 그러나 빛의 회절한계(200nm)로 기존의 관측 도구로는 다양한 생물학적 관찰 규명에 한계가 있었다. 이에 최근 들어 최대 20nm까지 관찰이 가능한 초고해상도현미경(Super resolution microscope) 기술들이 개발되었다.(그림 1)
본 글에서는 최근 영국 ONI 회사에서 개발하여 상용화한 초고해상도 현미경인 Nanoimager를 소개한다.
2. 본론
2.1. 원리 및 기술
Nanoimager에서는 Illumination Light가 대물렌즈를 통하여 Sample을 통과할 때, 서로 다른 각도로 굴절될 때 나타나는 3가지 경로(Epifluorescence, HILO 및 TIRF)의 형광을 이용한다.(그림 2)
2.2. 장비 Nanoimager
무엇보다 기존 초고해상도 현미경에 비하여 장비의 구성이 간단하고 크기가 작기 때문에 실험실과 Table이나 Safety cabinet 등 설치 및 이동이 매우 용이하다.(그림 3) 또한, 별도의 Dark room이나 Optical table은 필요 없다.
2.3. 활용 분야
- dSTROM 및 PALM
빛의 회절 한계를 극복하여 기존의 형광현미경에서 가지고 있는 해상도 보다 10배 향상된 20nm의 해상도로 실시간 영상관찰이 가능하다. 그리고 3D 영상도 관찰할 수 있다.
- Single-Particle Tracking
세포 및 용액 내의 Single particle에 대하여 동시에 2개의 형광표지를 확인할 수 있다. 그리고 프로그램을 통하여 자동으로 Particle의 크기, 개수 및 분포 등을 분석할 수 있다.
- Single-Molecular FRET
1~10nm 영역에서 Protein, DNA 및 RNA 등의 상관관계를 확인할 수 있다.
3. 결론
본 장비의 장점은 고해상도현미경 측정 방법 중 dSTORM 및 PALM을 이용하여 Single particle tracking 및 smFRET을 활용할 수 있다. 기존 초고해상도 현미경에 비하여 별도의 Dark room이나 Optical table이 필요 없어 설치가 용이하며 설치 공간에 장점이 있다.
총 4개의 레이저 광원을 장착하여 다른 4개(동시에 2개)의 형광 영상을 얻을 수 있다. 특히 Single molecule imaging의 분석을 위한 특화된 프로그램이 연동되었으며, 초보자도 사용이 용이하다. 이러한 기능으로 Nanoimager는 Exosome을 포함한 Extracelluar vesicle(EV)을 대상으로 하는 연구 분야에 최적화된 Imaging system이다.
이 밖에도 Virus 또는 Pathogen을 연구하는 분야나 신경전달물질을 연구하는 Neuroimaging 분야 그리고 신약개발을 목표로는 Cell phenotyping 분야 등에 활용이 가능하다.
ONI의 'Super Resolution Microscope: Nanoimager'에 대한 궁금한 내용은 본 원고자료를 제공한 자연과학을 통하여 확인할 수 있다.
Reference(참고문헌): General ONI Brochure: Nanoimager overview & Technical overview
General ONI Brochure: Nanoimager overview & Application overview
https://oni.bio/oniversity
<이 기사는 사이언스21 매거진 2020년 3월호에 게재 되었습니다.>
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