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우주에서 빛을 내는 주체가 별만 있는 건 아니다. 별이 만든 행성 안에 옹기종기 모여 사는 생명체도 빛을 낸다. 생명체가 내는 빛에는 열 복사, 생물 발광, 초미약 광자 방출(UPF=ultraweak photon emission) 세 가지가 있다.
열 복사란 자신이 흡수한 에너지의 일부를 전자기파로 방출하는 것을 말한다. 온도가 높을수록 복사량도 늘어난다. 생물 발광은 반딧불이처럼 몸속의 효소나 광 단백질을 통해 빛을 내는 걸 말한다.
초미약 광자 방출은 약 100년 전에 처음 발견됐다. 인간을 포함한 모든 생명체가 에스티큐브 주식
살아 있는 동안 스스로 끊임없이 내뿜는 걸 말한다. 세 가지 중 가장 희미한 빛이다. 생체 광자(biophoton)라고도 불리는 이 빛은 근적외선, 가시광선 및 자외선(200nm~1000nm ?)범위의 파장을 갖는다. 생명 활동이 끝나면 더는 방출되지 않는다.
생체 광자는 생명체에서만 나타난다는 점에서 열 복사와 다르고, 모든 생명체에서 투자성향분석
발생한다는 점에서 생물 발광과 구별된다.
생체 광자는 생명체 대사 과정의 산물이다. 생물 발광이나 화학 발광이 아닌 세포 활동의 부산물로 미토콘드리아, 엽록체 등 에너지를 생산하는 세포 기관에서 만들어진다. 에너지 생산 과정에서 생성되는 활성산소가 핵심 역할을 한다. 활성산소란 에너지를 만드는 데 사용되지 못한 산소를 말한다. 자동차로 따파칭코
지면 완전연소를 하지 못한 매연 같은 것이다.
활성산소는 주변의 다른 분자들과 쉽게 반응해 그 분자들을 '들뜬 상태'로 만드는데, 이렇게 들뜬 분자들은 여분의 에너지를 '광자(빛)'로 방출하면서 다시 안정된 상태로 돌아간다.
생쥐의 몸에서 포착한 생체 광자황금성오락실게임
방출 현상. 살아 있을 때와 죽었을 때의 방출량이 크게 차이가 난다. Journal of Physical Chemistry Letters
눈이 감지할 수 있는 세기의 1000분의 1
연구진에 따르면 우리 몸에서 방출되는 생체 광자의 양은 피부 조직 1㎠당 1초에 10~1000개일재무상담
정도로 매우 적다. 우리 눈이 감지할 수 있는 세기의 1000분의 1 수준에 불과하다. 따뜻한 물체에서 생성되는 복사선처럼 다른 생물학적 과정이나 광원에서 나오는 빛과 구분하기도 어렵다.
최근 캐나다 캘거리대 연구진이 생쥐를 대상으로 한 실험에서 생쥐가 죽기 전과 후에 생체 광자 방출 현상을 촬영하는 데 성공해, 미국화학회가 발행하는 국제학술지 ‘물리화학레터스 저널’(Journal of Physical Chemistry Letters)에 발표했다.
연구진은 광자를 개별 단위로 감지할 수 있는 디지털 카메라를 사용해 털이 없는 생쥐 네마리의 1시간 노출 사진 2장을 촬영했다. 한 장은 생쥐 사망 전, 다른 한 장은 사망 후에 촬영한 것이다. 열과 빛의 간섭을 피하기 위해 생쥐들은 모두 같은 온도의 암실에서 사육했다.
연구진은 두 장의 사진을 비교한 결과, 생쥐 네마리에서 모두 사망 후 생체 광자 방출량이 크게 감소하는 걸 발견했다. 연구에 참여하지 않은 체코과학원 광자및전자공학연구소 미할 치프라 박사는 뉴사이언티스트에 “생체광자가 생쥐의 사후에 방출되지 않는 것은 혈류가 멈추기 때문”이라고 말했다. 산소가 풍부한 혈액은 생체 광자를 생성하는 신진대사의 핵심 동력 중 하나다.
일본 연구진이 다섯명의 남자 몸에서 나오는 생체 광자 방출 현상을 포착한 사진. plos one
건강 상태 판별하는 보조 지표로 쓸 수도
연구진은 개별 세포나 일부 부위가 아닌 동물의 몸 전체에서 생체 광자 방출 현상을 포착한 건 이번이 처음이라고 밝혔다. 앞서 2020년 일본 도호쿠공대 연구진은 사람의 상체에서 발생하는 생체 광자를 촬영하면서 하루 24시간 관찰해 발표한 바 있다. 이에 따르면 사람의 생체 광자 방출은 저녁 무렵에 가장 강하고 야간에 가장 약한 것으로 나타났다.
생체광자를 만드는 불쏘시개 역할을 하는 활성산소는 일반적으로 육체적, 정신적 스트레스를 많이 받을수록 많이 생성된다. 이를 고려하면 생체 광자 방출량과 건강 상태와는 역의 관계에 있다고 볼 수 있다.
연구진은 이번에 사용한 생체 광자 포착 기술은 앞으로 생체 조직이나 산림 건강 상태 등을 관찰하는 데 응용할 수 있을 것으로 기대했다.
*논문 정보
Imaging Ultraweak Photon Emission from Living and Dead Mice and from Plants under Stress.
https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.4c03546
곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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