한빛사 인터뷰
- 등록2023-01-27
- 조회1,106
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
해양에 유출된 유해독성물질(Hazardous and Noxious Substances, HNS)이 해양생태계에 미치는 영향은 매우 크지만 이를 과학적으로 입증하기까지는 많은 노력이 필요합니다. 선박사고, 배출수 등으로 유출된 HNS 물질들의 존재나 농도를 확인하기 위해서는 GC(Gas Chromatography) 또는 LC(Liquid Chromatography) 등의 이화학적 분석 방법을 사용하는데 이 방법은 잘 준비된 실험실에서 훈련된 분석원이 고가의 장비를 이용하여야만 하는 한계를 가지고 있습니다. 또한, 이러한 이화학적 분석 방법은 유출된 HNS가 해양생물에게는 실제로 어떠한 영향을 미치는지까지 알려주지 못합니다. 그래서 독성에 노출된 해양생물의 위해성을 평가하기 위해 우리나라를 포함한 세계 주요 선진국들은 어류, 물벼룩, 박테리아, 미세조류 등 다양한 생물종을 이용하여 생태독성평가를 수행해오고 있습니다. 이 독성평가방법은 독성에 노출된 생물종들을 모니터링하며 그 성장저해율, 생존율 등을 평가하는 방법으로 이루어지므로 최소 수일의 기간이 소요되어 HNS 사고 후 드넓은 해상에서 필요한 지역의 신속한 방제나 해양생태계에 미치는 영향의 신속한 파악에 큰 걸림돌이 됩니다.
과거 광부들이 탄광의 유해가스를 감지하기 위해 카나리아 새를 놓아두고, 카나리아의 이상행동을 탈출 경고로 삼았던 것처럼, 본 연구팀은 해양 미세조류(Microalgae)를 HNS에 노출시키고 카나라아의 이상행동에 해당하는 미세조류의 표면변화를 수치화하는 방법으로 신속한 생태독성평가를 수행하는 기술과 플랫폼을 개발하였습니다. 며칠씩 걸리는 기존의 미세조류 성장저해율 평가법 대신 HNS에 노출된 미세조류의 표면을 관찰하면 5분 정도의 짧은 시간에 생태독성평가를 수행할 수 있습니다. 이를 위해, 본 연구팀은 다년간 수행해오고 있는 렌즈프리 그림자 이미징 기술(Lens-free Shadow Imaging Technology, LSIT)이 적용된 Cellytics라는 1kg 미만의 초소형 분석장치와 전용칩을 개발하게 되었습니다. 이를 실제 사고현장에서 적용한다면 HNS 사고 후 단시간에 해당 수역의 생태독성을 평가할 수 있어 핀포인트 방제나 수생태계 신속 모니터링에 큰 도움이 될 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 고려대학교(세종) 나노바이오포토닉스 연구실(NBPL) 서성규 교수님 지도하에 수행되었습니다. NBPL 연구실에서는 LSIT 기술을 기반으로 다양한 세포의 각기 다른 변화를 광학적으로 측정하고 분석하여 의학진단, 환경공학, 생물학 등 다양한 연구분야에 위 기술을 접목하는 연구에 초점을 두고 있습니다. 또한, 머신러닝 기반의 세포분석 기술, 퀀텀닷(Quantum Dot, QD) 기반의 마이크로/나노 리소그래피 기술, 랩온어칩(Lab On a Chip, LOC) 기술을 이용한 마이크로 팩토리 등 광학, 나노, 반도체, 생명공학의 기술들을 융합하는 폭 넓은 연구를 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
미세조류의 표면변화를 신속하게 감지하여 신속하게 생태독성평가를 하는 방법은 저희 연구팀이 최초로 개발한 기술입니다. 저비용, 고효율, 현장형, 신속성 등 많은 장점에도 불구하고 기존에 세계적인 표준으로 인정되는 생태독성평가 시험법(ISO, OECD, ASTM, NIWA, US EPA 등)에서는 여전히 광학현미경 기반의 세포계수 기반 평가법만을 공인된 시험법으로 인정합니다. 이러한 기술적 진보가 관련 연구자나 종사자들의 편리함으로 직결되기 위해서는 새로운 기술을 개발하는 것도 중요하지만 새로운 기술이 기존의 기술과 어떠한 상관관계를 가지고 있는지 과학적으로 증명하는 과정이 필요합니다. 따라서 본 연구에서는 미세한 세포의 표면변화를 인식하고 정량화하는 기술을 이용하여 기존 기술과의 상관관계를 비교하는 결과들을 통해 하나의 과정이 완료되었다고 생각합니다. 하지만 여기서 만족하지 않고 추가적인 연구를 진행하여 모든 과정을 넘어 세계적인 표준시험법으로 등재할 수 있도록 지속적으로 노력해 나가야 할 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
모든 연구하시는 분들(대학원생, 연구원 등)의 상황과 조건은 모두 다르지만 기본적으로 연구는 끈기와 유연한 사고가지고 있다면 모두 좋은 결과를 얻어낼 수 있으실 거라고 생각합니다. 또한, 앞으로의 시대는 한가지의 기술만이 아닌 융합이 필수적으로 필요한 연구들이 많을 것이기에 많은 사람들과 교류하고 협업하여 자신만의 기술을 갈고 닦으셔서, 모두에게 보여 줄 자신만의 장점을 부각하면 좋을 거 같습니다. 모두 파이팅 입니다!
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재까지 저는 다양한 세포들의 변화를 광학적으로 검출하여 의학진단이나 환경평가에 활용하는 연구를 주로 해왔습니다. 앞으로는 기존에 연구하고 있는 연구를 진행함과 동시에 세포들의 변화를 광학적인 방법이외에 전자기적 특징 등을 융합하여 세포의 변화를 파악하는 연구를 진행하려 합니다. 그리고 현재 각광받고 있는 머신러닝을 활용한 이미지 분석과 더불어 여러 분야에 넓은 시각으로 저의 연구를 계속해서 진행하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
논문을 게재하기까지 많은 분들의 도움이 있었습니다. 가장 먼저 많은 가르침과 조언을 통해 저를 한 명의 올바른 연구자로 지도해 주신 서성규 교수님, 그리고 연구를 진행하며 여러 어려움에도 많은 조언과 도움으로 올바른 길로 안내해 주신 오상우 박사님, 서동민 교수님께 감사의 말씀을 전합니다. 그리고 저와 같이 연구하며 도움 주고 있는 이아현, 고태우, 김병석, 백민영 학생들과 그 외에 저와 연구를 진행하신 많은 선배, 후배, 연구원분들에게도 감사하다고 전하고 싶습니다. 마지막으로 저의 버팀목이신 부모님과 가족이 있어 박사 학위를 무사히 마쳤다고 생각합니다. 감사하고 사랑합니다.
#생태독성평가
#렌즈프리 그림자 이미징 기술
#미세조류 표면변화 측정
댓글 작성 로그인
팝업 닫기관련 링크
연구자 키워드
관련분야 연구자보기
소속기관 논문보기
관련분야 논문보기
해당논문 저자보기
