Leica Viventis SCAPE
찰나의 생명 현상을 3D로 잡다
표본을 움직이지 않는 초고속 볼륨 이미징
쓰던 배양 접시 그대로, 단일 대물렌즈 라이트시트
3D 라이브셀 이미징의 한계를 벗어나다
Leica Viventis SCAPE는 특허 기술인 SCAPE(Swept Confocally Aligned Planar Excitation) 방식을 기반으로 한 단일 대물렌즈 라이트시트 현미경입니다. 2026년 Focus on Microscopy에서 처음 공개되었으며, 온화한 이미징 조건과 고속 볼류메트릭 촬영을 동시에 실현합니다.
생물학적으로 중요한 많은 과정이 밀리초 단위로 일어납니다. 기존 방식으로는 이런 사건을 3D로 포착하기 어려웠고, 무리하게 속도를 올리면 표본이 손상되었습니다. SCAPE는 표본을 움직이지 않고 광시트를 스캔하는 방식으로 이 문제를 해결합니다.
또 하나의 강점은 표준 샘플 캐리어를 그대로 사용할 수 있다는 점입니다. 라이트시트를 위한 특수한 표본 준비 과정 없이 기존 워크플로를 유지할 수 있어, 실험 설계가 단순해지고 재현성이 높아집니다.
핵심 기술
SCAPE 스캐닝 — 표본을 움직이지 않는 3D 촬영
기존 라이트시트나 공초점 z-스택은 표본이나 대물렌즈를 물리적으로 이동시키며 촬영합니다. 기계적 움직임이 속도의 상한을 정하고, 표본이 흔들려 아티팩트가 생기기도 합니다. SCAPE는 광시트 자체를 표본 내부에서 스캔하고 검출 광로가 이를 따라가는 방식이라, 어떤 것도 움직이지 않고 볼륨 전체를 촬영합니다. 결과적으로 극히 빠른 3D 획득이 가능합니다.
단일 대물렌즈 설계 (Single Objective)
하나의 대물렌즈가 광시트 전달과 형광 검출을 모두 담당합니다. 기존 라이트시트는 조명용과 검출용 렌즈가 직각으로 배치되어 표본을 그 사이에 매달아야 했고, 이 때문에 특수한 마운팅이 필수였습니다. 단일 대물렌즈 구조는 이 제약을 없애 광학계를 단순화하고, 일반적인 배양 접시나 플레이트를 그대로 쓸 수 있게 합니다.
표준 샘플 캐리어 호환
연구실에서 이미 사용 중인 배양 용기를 그대로 쓸 수 있습니다. 라이트시트 전용 표본 준비 과정이 사라지면 실험 설계가 단순해지고, 무엇보다 표본 준비 단계의 변동 요인이 줄어 실험 간 재현성이 높아집니다. 표본 준비에 드는 시간과 인력도 절감됩니다.
온화한 조명 (Gentle Imaging)
촬영 중인 평면만을 선택적으로 조명하여 초점 영역 밖의 광노출을 최소화합니다. 광독성과 광표백이 크게 줄어들기 때문에, 빛에 민감한 표본도 빠르게 혹은 오래 촬영할 수 있습니다. 형광 단백질의 내인성 발현량이 낮아 신호가 약한 경우에도, 높은 감도와 온화한 조명의 조합으로 장시간 3D 추적이 가능합니다.
처리량 향상
고속 획득 능력은 두 가지 방식으로 활용됩니다. 하나는 빠른 신호 전달 과정을 실시간으로 추적하는 것이고, 다른 하나는 같은 시간에 더 많은 표본을 촬영하여 처리량을 높이는 것입니다. 연구 목적에 따라 속도를 어느 쪽에 쓸지 선택할 수 있습니다.
응용 분야
⚡ 실시간 신호 전달
칼슘 동역학 등 밀리초 단위로 진행되는 세포 내 신호 전달 과정을 3D로 놓치지 않고 기록
🧠 신경 활동
뉴런의 활동 전위와 신경 회로 내 신호 전파를 볼륨 전체에서 실시간 관찰
🫀 심근 동역학
전기 자극에 따른 심근 세포의 박동을 3D로 촬영하여 수축 패턴과 약물 반응 분석
🧫 세포골격 동역학
미세소관 성장과 액틴 재배열 등 빠르게 변화하는 세포골격 구조를 3D 시간경과로 추적
🔬 저발현 마커 관찰
형광 표지 단백질의 발현량이 낮아 포착하기 어려웠던 생물학적 과정을 장시간 3D 관찰로 규명
💊 고처리량 스크리닝
표준 캐리어 호환성과 고속 획득을 결합해 짧은 시간에 다수 조건의 3D 데이터 확보
기존 방식과 무엇이 다른가
공초점 z-스택 대비
공초점은 초점면을 한 층씩 이동시키며 촬영하므로 볼륨 하나를 얻는 데 시간이 걸리고, 그동안 표본은 계속 빛에 노출됩니다. SCAPE는 기계적 이동 없이 볼륨을 획득하여 훨씬 빠르고, 조명 범위가 제한되어 광부담도 작습니다.
기존 라이트시트 대비
일반적인 라이트시트는 조명과 검출 렌즈가 직각 배치되어 표본을 특수하게 마운팅해야 합니다. SCAPE는 단일 대물렌즈로 이를 대체하여, 표준 배양 용기를 그대로 쓸 수 있습니다. 라이트시트의 장점은 유지하면서 진입 장벽을 낮춘 방식입니다.
재현성 측면
표본 준비 과정이 복잡할수록 실험자 간, 실험 간 편차가 커집니다. 익숙한 캐리어를 그대로 사용하면 이 변동 요인이 줄어들어 데이터의 일관성이 높아집니다.
자주 묻는 질문
Q: SCAPE는 어떤 원리인가요?
A: Swept Confocally Aligned Planar Excitation의 약자로, 광시트를 표본 내부에서 비스듬히 스캔하면서 검출 광로가 이를 정확히 따라가도록 설계된 방식입니다. 표본이나 렌즈를 움직이지 않고 볼륨 전체를 촬영할 수 있어 매우 빠른 3D 획득이 가능합니다.
Q: 지금 쓰는 배양 접시를 그대로 쓸 수 있나요?
A: 표준 샘플 캐리어 호환이 SCAPE의 주요 강점 중 하나입니다. 다만 사용 중인 용기의 규격과 실험 조건에 따라 확인이 필요할 수 있으니, 구체적인 호환 여부는 파워랩으로 문의해 주시면 확인해 드리겠습니다.
Q: 빠른 촬영이면 표본에 부담이 크지 않나요?
A: 오히려 반대입니다. 라이트시트 방식은 촬영하는 평면만 조명하므로 초점 영역 밖의 광노출이 없습니다. 속도가 빠르다고 해서 더 많은 빛을 쓰는 것이 아니기 때문에, 고속 촬영과 온화한 이미징이 양립합니다.
Q: Viventis Deep와 어떻게 다른가요?
A: SCAPE는 속도에, Deep는 대형 표본의 장기 관찰에 특화되어 있습니다. 밀리초 단위 신호 전달이나 세포 동역학을 본다면 SCAPE, 오가노이드나 배아의 며칠에 걸친 발생 과정을 본다면 Deep가 적합합니다. 연구 목적에 맞는 선택은 파워랩 기술팀이 상담해 드립니다.
파워랩 구매 안내
✅ Leica Microsystems 파트너
파워랩은 Leica Microsystems의 파트너로 Viventis SCAPE를 공급합니다. 시스템 구성 설계부터 설치, 교육, 지속적인 기술 지원까지 전 과정을 함께합니다.
🛠️ 고속 이미징 전문 서비스
- 시스템 설계: 연구 목적과 표본 특성에 맞는 구성 선택 상담
- 설치 및 보정: SCAPE 광학계 정렬, 스캔 파라미터 최적화, 성능 검증
- 워크플로 전환 지원: 기존 배양 용기 호환 확인, 표본 준비 절차 정비
- 이미징 프로토콜 개발: 고속 타임랩스 설계, 획득 속도와 신호 대 잡음비 균형 조정
- 데이터 분석 지원: 대용량 볼륨 데이터 처리, 3D 추적 분석 방법 지도
- 정기 유지보수: 광학계 정렬 확인, 레이저 성능 점검, 스캔 정확도 검증
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