| 중국과기대, 간암세포의 nm급 초고해상도 영상 획득 | ||
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 최근, 중국과기대 두장펑(杜江峰) 연구팀은 중국과학원 생물물리연구소 쉬타오(徐濤) 연구팀과 공동으로 세포 원위치 페리틴 분자에서 철이온의 자성 스핀 이미징을 구현함으로써 원위치 단백질 자기공명영상 해상도를 10nm 이하로 향상시켰다. 해당 연구성과는 "Science Advances"에 게재되었다. 전통적인 자기공명 기술의 공간 해상도는 마이크로미터(μm)급 이상이지만 세포 내 생물 분자 크기는 nm급이며 생성된 자기신호(Magnetic signal)가 미약하여 코일 센서(Coil sensor)가 감지할 수 없기에 "고해상도 영상"을 촬영할 수 없으며 따라서 단일분자 구조를 볼 수 없다. 세포 원위치에서 생물 분자의 nm급 자기공명영상 및 구조 해석 구현은 생물학 연구 분야의 최대 어려움으로 되고 있다. 연구팀이 자체로 개발한 세포 원위치 nm급 자기공명영상 실험 플랫폼의 핵심 소자는 "다이아몬드 센서(Diamond sensor)"인데 이는 1개의 단일전자 스핀 큐비트와 동일하다. "다이아몬드 센서"는 샘플의 미약한 자기 신호를 감응·접수함과 아울러 접수한 세포 분자의 자기 신호를 광신호로 전환시킬 수 있기에 광자 탐지기를 이용하여 신호를 판독할 수 있을 뿐만 아니라 원자간력현미경과 결합하여 이미지를 형성할 수 있다. nm급 자기공명영상 실험 플랫폼은 원자간력현미경과 유사하며 해당 플랫폼에 세포 샘플을 탑재하여 정확하게 "다이아몬드 센서"에 접근시킬 수 있다. "다이아몬드 센서"의 자기 신호 수집 편리를 위해 세포 샘플은 캔틸레버의 유도에 의해 원자간력현미경의 스캐닝 방법과 결합된다. 공간에서 다이아몬드 센서는 nm수준의 변위로 전체 세포 단면을 "누비면서" 최종적으로 세포내 분자의 이미징을 구현한다. 원자간력현미경은 건강검진용 침대와 유사한바 처리한 후의 세포 샘플을 탑재시켜 자기공명영상 플랫폼에서 스캐닝하여 이미지를 형성할 수 있다. 최종적으로 연구팀은 세포소기관에 존재하는 페리틴을 관측하였는데 해상도는 10nm에 달한다. 해당 연구성과는 향후 세포 원위치 단백질 자기공명영상을 구현하는데 양호한 기술 기반을 마련하였을 뿐만 아니라 세포 원위치 분자 규모의 자기공명 분광학적 연구에 가능성을 제공하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-04/24/content_419904.htm?div=-1 |
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