QPI: 세포와 조직에서 숨겨진 비밀을 밝혀내기

https://www.nature.com/articles/s41566-018-0253-x

QPI : Quantitative Phase Imaging

보통 생물학같은 분야에서 현미경으로 세상을 확대해 보는 건 다들 알것이다.
하지만 일반적으로 세포 안에서 일어나는 일을 그냥 눈으로 볼 수는 없다. 어디까지나 광학 현미경으로 보는건 세포의 '겉면'뿐. 그런데 진짜로 세포의 내부를 볼 수 있는 방법이 없을까?
 
이런 맥락에서 QPI라는 멋진 기술이 등장했다.
QPI(Quantitative Phase Imaging)는 빛의 파동 성질을 이용해서 세포의 두께, 내부 구조, 단백질 함량까지 척척 볼 수 있게 해 주는 마법 같은 기술이다. 아니, 물론 물리학의 법칙에 기반한 기술이니까 사실 마법이라고 말하는건 좀 이상하긴 하다. 그치만 세포 겉면만 볼수있던 기존의 광학현미경과 비교하면, 그 내부까지 볼 수 있으니까.. 마법이라면 마법이랄까.
 
이 QPI라는 기술은 세포염색도 필요 없어서, 살아있는 세포를 건강하게 그대로 관찰할 수 있다는 장점이 있다.
 
그렇다면 QPI는 어떻게 작동할까?

1. 가간섭성 빛(Coherent Light)이라는 특별한 빛을 세포에 비춰준다.
2. 빛이 세포를 통과하면서 위상 변화(Phase shift)라는 현상이 일어난다.
3. 이 위상 변화를 컴퓨터로 분석해서, 세포의 내부 정보(예컨대 세포의 두께, 핵의 위치)를 담은 이미지를 만들어낸다.

QPI는 어디에 쓰일까?

• 살아있는 세포를 실시간으로 관찰해서 세포 분열이나 이동 과정을 연구할 수 있다.
• 암이나 바이러스 감염 같은 질병을 조기에 진단할 수 있다.
• 새로운 소재 개발에 도움을 줄 수 있다.

QPI에 대해 더 알고 싶다면?

• QPI 기법: 디지털 홀로그래픽 현미경, 위상차 현미경, TIE 기법 등 다양한 방법들이 있다.
• 오픈 소스 소프트웨어: QPI 이미지 분석을 위한 여러 무료 프로그램들이 있다.
• 온라인 자료: QPI 연구를 전문적으로 하는 대학이나 연구소 웹사이트에서 자세한 정보를 얻을 수 있다.

하여튼, QPI는 미래 의학과 과학 기술 발전에 중요한 역할을 할 것으로 기대되는 첨단 기술이다.