“공초점 현미경 통해 질병을 초기에 진단한다”
한계를 뛰어넘는 기술로 광학현미경의 새로운 길 제시
권대갑 교수는 25년 간 초정밀 시스템 분야에 대한 연구 개발을 수행해 왔다. 초정밀 구동 시스템과 측정 시스템은 전통적인 정밀 가공 분야에서 반도체/LCD/태양전지의 가공 및 검사 장비와 생의학 분야의 측정 장비까지 다양한 분야에 적용되고 있다.
초정밀 구동 시스템 연구팀은 나노 정밀도로 시편을 이송하는 장비로서 비교적 작은 생물 시편을 이송하는 소형 초정밀 PZT/VCM 스테이지, 나노 정밀도 이상이 요구되는 반도체/ AFM 측정 장비 스테이지, 2,000mm 이상의 대형 LCD/PDP 패널을 이송하는 대행정 스테이지 등에 대한 연구를 진행하고 있으며, 초정밀 측정 시스템 연구팀은 내시경을 비롯한 생체 시편의 in vivo/ex vivo 3차원 측정 장비, 인간/동물의 유전자 검사를 위한 휴대용 측정 장비, 반도체, 태양전지, 초발수 표면 등의 고분해능 측정을 위한 산업용 장비 등에 대한 연구를 진행하고 있다.
20여 년 초정밀 시스템 분야에 열정 쏟아 부어, 공초점 현미경 개발로 질병 조기에 진단
권 교수는 “20여 명의 학생들이 함께하고 있는 연구의 궁극적인 목적은 광학현미경으로 바이오 메디컬용 고분해능 현미경을 만드는 것이다”라고 전했다. 권 교수가 연구, 개발하고 있는 내시현미경은 내시경과 현미경을 조합해 내시경 자체가 광학 현미경처럼 높은 분해능을 가지고 있는 장비를 말한다. 내시경 진단법과 달리 환자의 장기 내부를 직접 세포 단위로 관찰하기 때문에 현장에서 바로 진단이 가능하고 조직 검사에서 발생할 수 있는 샘플링 오차나, 조직의 변질도 염려할 필요가 없다.
특히, 지난 2006년 권 교수는 공초점 현미경 연구를 전공한 학생들과 함께 ‘나노스코프시스템즈’를 설립했다. 설립 초기부터 공초점 현미경 전문기업을 표방해 국내 최초의 상용 공초점 현미경 제품을 출시하는 등 국내 광학측정 산업분야에 새로운 바람을 불러일으켰다. 권 교수는 “공초점 현미경은 가장 진보된 형태의 광학현미경으로 어려운 광학기술들이 집약된 코어 테크놀로지 제품인 만큼, 기술적으로 의미하는 바가 커 일종의 기술 자존심과도 같은 제품이라고 할 수 있다”고 전했다.뿐만 아니라 공초점 현미경은 초기에 바이오, 메디컬용으로 개발되고 사용됐으나 최근 들어 반도체, LCD 등 생산현장에서 고분해능 3D 형상 측정 및 검사장비로 사용되고 있으며 장기적으로 공초점 현미경이 기존의 전통적인 현미경을 대체할 기술로 평가되고 있다.
권 교수는 “광학현미경은 정밀도를 얼마나 높게 끌어올릴 수 있는지가 궁극적인 도전방향이다. 나노미터 정밀도의 현미경을 만들어 내시경이 나노단위까지 볼 수 있게 된다면 세포의 움직임보다 빠른 고속도가 구현돼야 한다. 고분해능 뿐만 아니라 고속도 산업용을 비롯한 모든 측정 장비에서 매우 중요한 성능이다”라면서 “세포 구조를 정확하게 확인하기 위해 세포와 물의 경계를 확인할 수 있는 콘트라스트 향상과 내시경을 작게 만드는 기술 개발에 계속 도전할 계획이다”라고 전했다.