동적 광학 나노 온도 측정을 위한 혁신적인 이미징 기술

INRS(Institut National de la Recherche Scientifique)의 Jinyang Liang 교수와 Fiorenzo Vetone 교수팀이 개발한 새로운 영상 기술은 접촉 없이 2D로 온도를 측정할 수 있습니다. 이 정확한 실시간 온도 감지는 언젠가 광열 요법을 개선하고 피부암의 조기 진단에 도움이 될 수 있습니다.

SPLIT(Single-shot Photoluminescence Lifetime Imaging Thermometry)로 알려진 이 기술은 희토류 이온으로 도핑된 나노입자의 발광을 기반으로 합니다. “이러한 나노 입자는 환경의 온도에 따라 발광 특성이 변하기 때문에 나노 온도계로 간주됩니다. 또한 생체 적합성도 있습니다.”라고 Vetone 교수가 말했습니다.

SPLIT는 시간이 많이 걸리는 발광 포인트를 이미징하는 대신 새로운 초고속 카메라를 사용하여 모든 공간 포인트에서 이러한 나노 입자의 발광이 얼마나 빨리 소멸되는지 추적합니다. 그런 다음 방출된 빛이 얼마나 빨리 사라지는지 확인하여 온도를 감지할 수 있습니다. 실시간이기 때문에 SPLIT은 현상이 일어나는 대로 따라갈 수 있습니다.

처음으로 움직이는 시료에서 나노입자의 수명을 이용한 발광체온 측정이 가능해졌습니다. “기존의 온도 측정 기술에 비해 SPLIT는 더 빠르고 더 높은 분해능을 가지고 있습니다. 이를 통해 고급 솔루션과 경제적인 솔루션 모두를 통해 보다 정확한 온도 감지가 가능합니다.”라고 Liang 교수가 말했습니다.

Liang 교수와 Vetrone 교수는 SPLIT 기술이 무엇보다도 피부암을 감지하고 치료하는 능력을 향상시킬 수 있다고 믿습니다. 현재 흑색종, 보다 구체적으로 미세 흑색종을 검출하는 능력은 여전히 ​​제한적입니다. 기존의 진단 방법은 침습성, 해상도 및 정확도에 제한이 있어 불필요한 생검이 많이 발생합니다.

따라서 광학 온도 측정을 사용하여 암세포를 감지할 수 있습니다. 암세포의 빠른 신진대사는 정상 조직보다 높은 온도로 이어져 SPLIT로 암세포를 더 잘 보이게 합니다.

흑색종을 감지하기 위해 진료소에서는 열화상 카메라를 사용할 수 있지만 해상도가 낮습니다. “SPLIT는 기술 개발의 중요한 단계입니다. 고해상도로 이 기술을 사용하여 암 점을 정확하게 찾을 수 있습니다.”라고 Liang 교수가 말했습니다.

탐지 외에도 이 기술은 특정 유형의 치료 중 광량을 모니터링하는 데에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 광열 요법은 근적외선에 노출되어 발생하는 열을 통해 암세포를 공격합니다. “우리는 암을 근절하고 싶지만 주변 조직은 없애고 싶기 때문에 온도가 너무 높으면 치료를 줄이거나 잠시 중단할 수 있습니다. 너무 낮으면 조명을 높여 적절한 복용량을 얻을 수 있습니다.”라고 Vetron이 말했습니다.