일본산업뉴스요약

테라헤르츠파(THz)로 암 식별
도쿄공업대학이 응용; 세포분석, 인체에 무해

▶테라헤르츠파; 100기가(기가는 10억)~10테라(테라는 1조)헤르츠(㎐)의 주파수대의 전자파. 많은 물질을 빠져나가지만, 물질마다 고유의 흡수 특성이 있다. 화물 안에 폭발물이 있는지를 검사하거나, 의약품 성분을 검사하는 등에서의 응용이 예상되고 있다.

도쿄공업대학의 고노(河野) 교수 팀은 전파와 빛의 성질을 함께 가지고 있는 특수한「테라헤르츠파」를 활용하여 세포를 분석하는 기술을 개발했다. 물질마다 다른 흡수 정도를 이용하여 암 세포 등을 식별할 수 있을 것으로 보고 있다. 테라헤르츠파는 인체에는 무해하기 때문에, 수술 현장에서의 암 세포 분석에도 응용할 수 있다고 한다. 병변 부위를 남겨두고 제거하는 것을 방지하는 검사법 등의 임상 응용을 목표로 한다.

-- 흡수 정도의 차이를 이용 --
연구 팀은 테라헤르츠파의 연구를 진행하는 중에, 미세한 금속에 빛을 비추면 금속 주위에 빛이 한 데 모여 섞이게 되는「플라즈몬」이라는 현상에 착안했다. 조사(照射)한 테라헤르츠파가 전자로써 작용해 국부적으로 머물도록 할 수 있다고 한다.

알루미늄으로 원형의「회절격자(빛의 회절 현상을 이용하여 빛의 스펙트럼을 파장에 따라 분리하는 장치)」를 만들었다. 이 부품은 물결모양에서 특정 파장의 성분을 추려낼 수 있다. 각도에 따라 격자의 간격이 달라지므로, 추출되는 파장을 자유롭게 바꿔, 보다 상세한 분석을 할 수 있다.

회전격자의 중심부의 작은 구멍에 세포를 올려놓고 위에서 테라헤르츠파를 쏘았다. 그 결과, 전자가 중앙부에 모여 구멍에 집중되었다. 수~수십 마이크로(㎛, 마이크로는 100만분의 1)미터의 세포를 분석할 수 있게 되었다. 테라헤르츠파가 예전에는 파장보다도 작은 물질의 검출은 어려웠다고 한다.

연구팀은 이 기술을 사용하여 생쥐의 위장 등의 세포를 분석했다. 정상적인 세포와 암세포가 테라헤르츠파로는 투과율이 다른 수치를 나타내기 때문에 구분이 가능하다고 보고 있다. 암이 있는지 여부는 수술 및 내시경 등으로 환자로부터 추출한 세포를 의사가 현미경으로 조사하는 병리 검사 등으로 판단하고 있다. 그러나, 암의 유무를 판단하기까지 시간이 걸리는 경우도 있다.

테라헤르츠파를 사용한 측정이 실현된다면, 세포를 채취해 바로 암이 포함되어 있는지를 판단할 수 있다. 현재의 병리 검사를 일부 대체할 수 있을 것으로 연구팀은 기대를 걸고 있다. 또한, 엑스레이를 사용하는 컴퓨터 단층 촬영 장치(CT) 등과 달리, 피폭걱정도 없기 때문에 의료 현장에서 폭넓게 사용할 수 있을 것으로 보고 응용 연구를 진행하고 있다.

향후, 보다 작은 수~수십 나노(나노는 10억분의 1)미터의 영역에서 테라헤르츠파를 집중시킬 수 있는 장치를 개량할 예정이다. 5~6년 안에 DNA 및 단백질을 분자 레벨로 분석할 수 있게 될 것으로 보고 있다.

 -- 끝 --