한국과학기술원(KAIST)은 염색 없이도 두꺼운 생체 조직을 고해상도로 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

두꺼운 조직 시료 관찰 시 조직 안에서 일어나는 빛의 산란으로 인해 광학적 수차가 생기고 이에 따라 영상 품질이 떨어지게 된다.

적응형 광학 기술을 이용해 수차를 보정하는 방법으로 해상도를 높일 수 있지만, 생물학적 시료에는 적용하기 어려웠다.

물리학과 박용근 교수 연구팀은 입사된 빛의 각도를 틀면 산란된 빛도 같은 각도로 틀어지는 물리적 현상인 '광학적 메모리 효과'를 이용, 빛의 위상 차이를 분석해 수차를 보정할 수 있는 광학 기술을 개발했다.

이를 염색 등 전처리 과정 없이 3차원 생체 시료를 분석할 수 있는 홀로토모그래피에 적용, ㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 크기의 미세한 시료에서 발생하는 동적 변화를 실시간으로 포착해 냈다.

췌장, 대장 등 두꺼운 생체 조직은 물론 움직이는 시료도 고해상도로 관찰할 수 있다.

박용근 교수는 "기존 이미징 기술의 한계를 극복하는 새로운 접근 방식으로, 생체 조직의 정밀한 3차원 이미징을 통해 세포 수준에서의 다양한 생명현상을 이해하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' (Nature communications) 지난달 17일 자 온라인판에 실렸다.

◆ 참고 : Nature communications (2025), Digital aberration correction for enhanced thick tissue imaging exploiting aberration matrix and tilt-tilt correlation from the optical memory effect https://www.nature.com/articles/s41467-025-56865-z