로션처럼 피부에 펴 발라 피부를 투명하게 만들 수 있는 새로운 물질이 개발됐다. 사람에게 적용된다면 생물학 연구부터 진단, 미용 치료 등에 응용될 것으로 기대된다.
우리 몸속에서 일어나는 일을 실시간으로 관찰하기란 쉽지 않은 일이다. 엑스선이나 현미경, 자기공명영상(MRI) 등이 신체 내부 관찰에 쓰이지만, 실제처럼 선명하지는 않다. 또 일부 검사는 방사선 노출과 같은 부작용도 있다. 지난 6일 국제학술지 ‘사이언스(Science)’에는 공상과학(SF) 영화나 소설에 등장하는 ‘투명 인간’처럼 피부를 투명하게 만들 수 있는 물질이 개발됐다는 연구가 실렸다.
열길 물속은 알아도 한 길 사람 속은 모른다
‘열길 물속은 알아도 한길 사람 속은 모른다’는 속담이 있다. 물은 깊어도 그 속을 들여다 볼 수 있지만, 사람의 마음은 알아보기 어렵다는 뜻이다. 마음뿐만이 아니다. 신체 내부를 들여다보는 것도 쉽지 않은 일이다.
사람의 눈은 250㎜ 떨어진 거리에 100㎛ 간격을 두고 떨어져 있는 물체를 구분할 수 있다. 이보다 작은 미세구조를 관찰하기 위해서는 도구가 필요하다. 관측 도구인 광학 현미경은 눈으로 볼 수 없는 작은 미세구조를 확대해서 보여주지만, 생체조직을 관찰할 때는 이야기가 달라진다.
빛은 생체 조직 내 세포나 세포 내 구조에 영향을 받아 무작위로 굴절되고, 이 때문에 눈으로 생체 조직 내부를 관찰할 수 없다.
빛이 생체 조직을 투과할 때 직진광과 산란광이라는 두 종류의 빛이 생겨난다. 직진광은 말 그대로 생체 조직의 영향 없이 직진하는 빛이다. 반면, 산란광은 생체 조직 내 세포나 세포 내 구조의 영향에 의해 진행 방향이 무작위로 굴절된다. 광학 현미경으로 생체 조직 깊은 곳을 관찰하려면 직진광에 비해 산란광이 강해져 마치 안개 속을 볼 수 없는 것처럼 이미지 정보가 흐려진다.
태아를 감별할 수 있을 정도로 생체 내부 깊은 곳까지 보는 초음파 영상은 해상도가 낮아 미세한 구조를 볼 수 없다는 단점이 있다. 또 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI) 등 기술은 방사선 노출과 같은 부작용이 있다.
살아있는 생체 조직 내부 관찰하는 마법 약
연구진은 식용 색소를 이용해 물과 지질의 굴절률을 일치시켜, 빛이 산란되지 않도록 만들었다.
굴절률은 진공 상태에서 빛 속도와 매질 내 빛 속도의 비율을 말한다. 굴절률이 클수록 그 매질을 통과할 때 빛의 속도가 더 느리다. 빛이 가장 빠르게 지나가는 진공에서의 굴절률은 1, 물의 빛 굴절률은 1.333 정도다. 한편, 세포막을 구성하는 지질의 굴절률은 약 1.4로 물보다 높다. 빛이 세포를 지나갈 때 직진하지 않고, 산란되는 이유다.
이론적으로는 생체에서 지질을 제거하고 물만 남겨 놓으면 빛이 산란되지 않고 투명하게 몸 속을 볼 수 있다. 이렇게 되면 세포막이 파괴돼 생명을 유지하기는 어렵다. 홍 구오송 미국 스탠퍼드대 교수 연구팀은 지질을 제거하는 대신, 빛을 속이는 방법을 택했다.
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