이미지처리 장치에 사용되는 효율적인 염료 개발

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-05-16

전자현미경부터 자기공명영상 스캐너장치까지, 이미지처리 기술은 병의 진단이나 새로운 치료법의 연구 등과 같이 세계 각지의 병원에서 더욱 중요해지고 있다. 이미지처리 기술은 일정한 종류의 염료나 조영제(contrast agents)를 필요로 한다. 현재 이용되는 조영제와 염료는 값이 비싸므로, 이용하기가 어렵고 이상적인 상황과는 거리가 멀다. 이제, 덴마크 화학자들이 새로운 염료를 개발하여 현재 이용되는 것과 비교되는 가치를 증명해 보였다. 토마스 쥬스트 쇠렌센(Thomas Just Sørensen)씨와 보 베게 라우르센(Bo Wegge Laursen)씨는 덴마크 코펜하겐 대학교의 화학자이다. 일련의 간행물에서, 그들은 아자-옥사-트랜굴레니움(aza-oxa-trangulenium) 염료가 현재 이미지처리 기술에 사용되고 있는 모든 형광 염료를 능가할 가능성이 있음을 보여주었다. "우리가 개발한 염료는 10배 정도 우수하고 더 저렴하며 사용하기가 쉽다. 앞으로 이 염료는 사용 분야를 넓혀, 예를 들어 개발도상국의 의사와 연구원들도 사용 가능할 것"이라고 토마스 쥬스트 쇠렌센(Thomas Just Sørensen)씨는 말했다. 정확한 진단을 막는 비주얼 노이즈(Visual noise) 이상하게 보일지 모르지만, 세포와 기관에 대한 사진 촬영 과정에서 가장 큰 도전은 노이즈를 피하는 것이다. 미시적인 생물학적 구조체를 볼 수 있도록 하는 조영제는 발광성이 있지만, 조직도 마찬가지이다. 결과적으로, 조영제의 빛은 빛 노이즈(light noise)에 의해 압도된다. 다이얼과 시곗바늘이 야광인 것처럼, 조직은 빛에 노출될 때 발광성을 가지게 된다. 조직과 기관 구조는 빛에 10나노초 정도만 빛에 노출되어도 발광성을 띄게 된다. 일반적인 염료의 빛-수명(light-life)은 10나노초 정도이다. 그렇지만, 트랜굴레니움(trangulenium) 염료는 100나노초 동안 빛을 생산한다. 트랜굴레니움(trangulenium) 염료의 긴 수명은 이미지가 백그라운드 노이즈(background noise) 없이 생성될 수 있음을 의미한다. 더욱이, 나머지 90나노초는 예를 들어, 약품이 질병을 공격할 때처럼 세포 내에서 발생하는 프로세스에 대한 생생한 이미지를 동영상화할 가능성을 열게 된다. 저렴하고 어렵거나 기술적으로 부담이 크지 않음 의학이미지 분석 부서는 현재까지는 샘플을 스테이닝(staining, 세포나 조직을 관찰하기 위해 염색하는 것)하기 위해 믿을 수 없는 시간을 소비하는데, 그것은 모든 샘플이 두 개의 조영제로 다루어져야 하기 때문이다. 트랜굴레니움(trangulenium) 염료의 사용은 단지 하나의 염료만을 사용할 수 있도록 한다. 그리고 전형적인 염료와 비교하면, 조직 샘플 내에서 염료를 보는데 필요한 특수 장치가 불필요하다. 편광 선글라스의 렌즈와 보통 전자현미경이 필요한 전부이다. 분명한 경쟁력이 있음에도 오픈소스인 염료 누군가 트랜굴레니움(trangulenium) 염료의 장점을 기존 염료의 단위 그램당 3백만 덴마크 크로네(kroner)의 가격 즉, 약 500,000달러 비용과 비교한다면, 당신은 새롭게 개발된 염료가 이전 제품들을 즉시 경쟁에서 이길 것이라고 기대해도 좋다. 그런데 지금까지 쇠렌센(Sørensen)씨와 라우르센(Laursen)씨는 그들이 개발한 염료를 개방했다. "나는 우리가 개발한 염료가 더 우수하다는 사실은 알고 있지만, 생물학자와 의사는 그렇지 않다. 그러므로 우리는 비교 시험을 수행하고 싶어하는 누구에게도 염료를 제공하고 있다. 아픈 사람들의 건강상태를 평가할 필요가 있는 사람은 시험되지 않은 물체를 믿으려 하지 않을 것이다. 몇 명의 연구진들이 트랜굴레니움(trangulenium) 염료가 기존의 제품만큼 효과적으로 기능을 다한다는 사실을 보여주었을 때, 우리가 개발한 물질이 더 많은 곳에 적용되기를 바랄 수 있다"고 토마스 쥬스트 쇠렌센(Thomas Just Sørensen)씨는 말했다. stained with triangulenium (top) and state of art dye (bottom).jpg http://www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130512105523.htm