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창조의 1세기—Olympus 생명과학 이미징 시스템의 스토리

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오리지널 Olympus Tokyo 로고

100년 전, 도쿄 사업가인 Takeshi Yamashita는 수입에 의존하지 않고 완전한 일제 현미경을 설계 및 제조하는 회사의 창업을 꿈꾸었습니다.

이러한 그의 소망에 따라 1919년 10월 12일에 Olympus가 창립되었습니다. 원래 Takachiho Seisakusho라는 이름으로 시작된 회사는 초창기에 현미경 외에 온도계를 전문으로 취급하였습니다. Olympus 설립 6개월 후 Yamashita와 기술진은 Asahi 현미경과 독창적인 대물렌즈를 제조하기에 이르렀습니다.

관동 대지진 및 2차 세계 대전에도 불구하고 30년의 각고의 노력 끝에 Yamashita는 현미경으로 수상하고 현미경을 혁신하여 생명과학 연구 및 업무의 발전에 기여하며 Olympus를 이끌었습니다. 2차 세계 대전 직후 사업이 번창하였으며 Olympus는 전후 공장 가동을 재개하고 현대화를 향해 매진한 기업 중 하나가 되었습니다.

Olympus의 100년 역사에 기념비적인 많은 혁신이 있었지만 “진정으로 독창적인 것을 만들어 사회에 가치를 가져다 주는 것”을 모토로 한 Takeshi Yamashita의 독창적인 비전이 항상 회사의 사명 기저에 있었습니다.

Olympus의 최초 제품, Asahi 현미경

1920년에 출시된 Asahi 현미경은 Olympus의 최초 제품입니다

광학 혁신의 100년

1950년에 Olympus는 광학 전문 기술을 활용하여 임상용 위 카메라를 개발하는 개가를 올렸습니다. 이에 따라 의사들은 최소한의 침습 기술을 이용하여 환자의 위 속을 관찰할 수 있게 되었습니다.

1960년대에 회사는 의료 장비, 소비자 카메라 및 산업용 도구의 혁신으로 광학 산업 굴지의 광학 솔루션 제조업체가 되었습니다. 한편으로 고객의 요구에 주목하며 제품의 사용 편의와 기능을 향상시키기 위해 노력을 경주하였습니다. 1970년대에 현미경 산업의 진화하는 요구에 부응하기 위해 연구, 임상 실험 및 교육 등 특정 용도를 겨냥한 세 가지 정립 현미경 시리즈를 개발하였습니다.

1970년대의 정립 현미경

1970년대에 출시된 정립형 현미경 시리즈(좌측에서 우측)—AH 시리즈(1972), BH 시리즈(1974) 및 CH 시리즈(1976)

이 시리즈의 주력 상품인 VANOX AH 현미경의 플랫폼 또는 본체가 설계되었습니다. 이 플랫폼은 후속 모델의 베이스로 사용되었습니다. 모델 부품의 변경만으로도 다양한 용도의 요구를 충족할 수 있었습니다. 이 플랫폼은 다양한 용도를 위한 맞춤형 부품을 사용한 모듈식 현미경을 향한 조치의 시작이었습니다. 현재도 고객들이 자신의 시스템을 최대한 활용할 수 있도록 회사는 모듈식 현미경을 계속 제조하고 있습니다.

Olympus의 독창적인 모듈식 현미경은 고객의 변화무쌍한 요구를 충족하기 위해 보다 큰 유연성 및 사용 편의를 제공하였습니다. 예를 들어 다목적 BH 현미경을 통해 사용자는 헤드나 렌즈를 바꾸어 관찰 방법을 변경할 수 있습니다. 옵션에는 편광, 위상차, 미분 간섭 및 단순한 투과 형광 현미경이 포함되었습니다.

다재다능하도록 설계된 모듈식 CH 시리즈는 단순한 편광, 도면 또는 에피 조명(야금) 현미경 사용을 가능하게 하여 이러한 제품이 생물학적 연구, 임상 실험실 작업 및 산업 애플리케이션에 적절하도록 만듭니다.

고객 중심 발전의 100년

1980년대에 Olympus는 자동 초점(AF) 기능을 고성능 현미경에 통합시켰습니다. 당시에 이 AF 기능은 첨단 기술이었습니다. 전동 메커니즘을 통해 피사체를 초점에 맞추는 시간 소모가 큰 과정이 간소화되었습니다. 자동 초점은 사용자들이 샘플에 대한 명료한 초점을 빠르게 얻고 관찰에 집중할 수 있기 때문에 현미경의 유용성에 대한 커다란 도약이었습니다.

또한 동일 기간에는 구성 가능 현미경 시스템도 출현하였습니다. 이러한 다재다능한 현미경은 명시야, 편광, 형광 및 위상차 현미경에 사용될 수 있는 긴 경동(LB) 대물렌즈(1X–100X 오일)를 제공하였습니다. 이 기능은 배아 세포나 전기 회로 같은 보다 큰 샘플의 3D 구조를 시각화할 수 있는 첨단 실체 현미경의 기틀을 마련하였습니다.

기술 발전의 100년

1980년대와 1990년대는 기술 혁신의 물결을 가져왔습니다. 라이브셀 이미징을 위한 녹색 형광 단백질(GFP)의 응용으로 고조에 달한 형광 단백질 표지의 발전으로 제품 개발에 박차를 가하였습니다. GFP는 이전에 볼 수 없었던 살아 있는 세포 안의 동적 과정을 보여주었습니다. 이는 생명과학 연구원들에게 고감도 및 저광독성의 관찰 기법이 필요한 것을 의미하였습니다. Olympus는 새 컨포칼 현미경, 라이브셀 이미징(LCI) 시스템 및 기타 공간 이미징 솔루션으로 이러한 요구에 부응하였습니다.

컴퓨터를 사용한 FLUOVIEW™ 300/500 컨포칼 레이저 스캐닝 현미경

컴퓨터 시대의 획득 시스템인 FLUOVIEW 300/500 컨포칼 레이저 스캐닝 현미경은 2048 × 2048픽셀 이미지를 생성할 수 있었습니다.

1990년대 초에 최초의 시판 컨포칼 현미경인 LSM-GB 정 현미경과 LSM-GI 도립 현미경을 개발하였습니다. 생물학자들은 컨포칼 현미경을 사용하여 유기 구조 및 분자의 공간 분포를 시각화할 수 있습니다. 이를 통해 표적 생물이 세포 안에 존재하는지를 식별할 수 있었습니다. 고속 광학 스캐닝, 약광 검출, 광자 계수 및 고정밀 다층 코팅 기법의 광학 선택 유리 필터 같은 기술이 현미경의 기능을 강화하였습니다.

동기간에 FLUOVIEW 현미경 시리즈 및 DP 현미경 전용 디지털 카메라 시리즈 등 두 가지 중요한 생명과학 시리즈가 출시되었습니다. FLUOVIEW 레이저 스캐닝 컨포칼 현미경은 여기 레이저로 스캐닝하여 3D 이미지를 생성하였습니다. DP 시리즈 현미경 카메라는 이미지를 포착하고 디지털 미디어에 저장하여 저장 및 공유를 간편하게 해주었습니다. 이들 시리즈는 첨단 생명과학 연구의 요구에 부응하기 위한 솔루션의 초석이었습니다.

또한 이 기간에 디지털 기술의 빠른 발전이 이루어졌습니다. 컴퓨터 혁명이 최고조에 달해 마이크로프로세서, CPU, GPU 및 디지털 메모리로 촉진된 자동화를 통해 많은 산업에서 제품 개발이 이루어졌습니다.

고품질 이미지의 100년

고품질 이미지에 전념함에 따라 1990년대 초에 일종의 범용 무한 광학 시스템(UIS) 대물렌즈를 개발하여 출시하였습니다. 이러한 무한 보정 대물렌즈를 사용하여 광 경도에 여러 광학 부품을 삽입할 수 있었으며, 이로 인해 현미경의 기능이 크게 신장되었습니다. 예를 들어 이미지 품질을 방해하지 않고 분석기 또는 DIC 프리즘을 추가하여 편광이 가능하였습니다. 또는 에피 조명기 및 형광 큐브를 추가하여 형광 현미경으로 바꿀 수 있었습니다.

UIS 광학은 관찰 이미지의 품질을 크게 향상시켰을 뿐 아니라 Olympus의 모든 현미경에 사용된 대물렌즈를 일반화하였습니다.

약 10년 후에 차세대 UIS2 시리즈 대물렌즈가 출시되었습니다. 현재도 여전히 인기 있는 UIS2 대물렌즈는 선명한 고해상도 이미지, 낮은 자가형광 및 장파장 기능을 제공합니다. 접안렌즈는 투명성이 더 높아지고 무연 유리로 만들어져 보다 친환경적입니다.

2000년대 초에는 트윈 레이저 스캐닝 FLUOVIEW 모델이 출시되었습니다. 각기 이미징과 자극을 위한 트윈 레이저를 사용한 동시 스캐닝으로 감도 수준이 높아지고 실시간 형광 이미징이 가능해졌습니다. 이러한 혁신을 통해 연구원들은 실시간으로 생물학적 현상을 관찰할 수 있었습니다.

3년 후에 최초의 다광자 레이저 스캐닝 현미경이 출시되어 이러한 유형의 관찰이 더욱 활성화되었습니다. 다광자 레이저 스캐닝이 형광 분자의 시각적으로 초점된 영역만 여기시키는 동안 이 현미경이 배경 소음을 줄여주었습니다. 신경과학 연구원들은 이 현미경을 사용하여 종전의 모델보다 더 깊이 뇌 속을 관찰 수 있었습니다.

정교한 사용자 중심 설계의 100년

인체공학이 제품 설계의 기본 원리가 되기 전에도 Olympus는 보다 사용이 간편한 현미경을 만들기 위한 방안을 모색하였습니다. 병리학자 및 세포학자들의 실험실 내 장시간 표본 선별이 스테이지의 위치가 낮고 쌍안경이 기울어진 현미경의 출시에 동기를 부여하였습니다. 이러한 특성으로 인해 의사들은 일하면서 접안렌즈를 기울여 머리를 보다 편안한 자세로 유지하면서 팔을 테이블에 놓을 수 있었습니다.

또한 2000년대에 병리학자 및 연구원들은 전체 슬라이드 이미지(WSI) 스캐너를 사용하여 전체 슬라이드를 디지털화할 수 있는 또 하나의 도구를 가지게 되었습니다. 유리 슬라이드 이미지의 디지털화를 통하여 병리학자와 암 연구원들은 더 정확한 병리학적 통찰을 얻기 위해 정량적으로 분석할 뿐 아니라 동료와 원격으로 데이터를 공유하고 논의할 수 있게 되었습니다. 또한 병리학자와 연구원들은 환자 슬라이드를 저장할 물리적 공간의 부족에 의한 방해를 받지 않고 언제라도 디지털 슬라이드 데이터에 액세스할 수 있었습니다.

2010년 이후 말하자면 디자인 및 기능을 현미경 아래에 놓았습니다. 고광도, 실물과 똑같은 색, 50,000시간의 수명 연장을 특징으로 하는 LED 광원을 개발하여 연구 비용 및 고장 시간을 절감할 수 있었습니다.

BX46 현미경은 사용자 편의에 전념하는 Olympus의 전형적인 예가 되었습니다. 이 현미경의 작동과 관련된 모든 부품이 인체공학적으로 설계되었습니다. 이동식 노즈피스 및 매우 낮은 스테이지 같은 혁신적 특징으로 반복적인 일상 현미경의 물리적 부담의 완화에 도움이 되었습니다. 2017년에 출시된 임상 병리학용 BX53 현미경은 대물렌즈 배율과 밝기를 동기화하는 조명 제어 기능을 갖추고 있습니다. 하지만 이 현미경은 더 편안하고 시간 소모가 더 적은 현미경 관찰 방법을 제공합니다.

Olympus BX45 현미경

사용자 편의를 위해 설계된 Olympus BX45 현미경은 새로운 Y자형 몸체가 특징입니다

눈에 띄는 기타 혁신은 다음과 같습니다:

  • 보다 다양한 샘플 및 생명과학 용도를 수용하는, 도립 현미경용 호환성 모듈식 데크 시스템.
  • 임상 이용을 위한 간단하고 직관적인 인터페이스 및 최첨단 연구 이미지 분석을 위한 고급 매개변수 등 두 가지 모드를 특징으로 하는 cellSens 이미지 분석 소프트웨어의 출시.

과학계에 대한 자랑스러운 서비스의 100년

동기간의 기술 발전은 실험실 내 이미징 속도 및 품질을 크게 향상시겼습니다. 연구원들의 경우, 고양자 효율 및 초고해상도 현미경을 제공하는 Scientific CMOS(sCMOS) 이미지 센서가 엄청나게 큰 도움이 되었습니다. 갈수록 진단이 분자 및 유전자 기반이 되면서 시간 소모가 더 적게 되어 임상 영역에서 실험실 실험의 후속 제출 시기가 단축되었습니다.

현미경 이미지 캡처

상단: 항체로 증폭된 푸르키네 세포의 브레인보우 AAV 트랜스펙션의 이미지. FV3000 현미경에 의해 획득된 과립 세포의 비특이성 염색 외에, 푸르키네 세포 몸체, 수상돌기 및 축색돌기가 눈에 띕니다. 하단 좌측: Olympus IXplore Spin 시스템에 의해 획득된 DAPI(핵)으로 착색된 HT-29 세포의 세정된 스페로이드. 하단 우측: DP74 디지털 현미경 카메라에 의해 획득된 아잔 염색.

2000년대 후반에 현대 과학자들은 첨단 과학 관찰 및 연구를 위한 새 현미경 기능이 필요하였습니다. 예를 들어 더 빨라진 현상을 관찰하기 위해 더 빨라진 이미징이 필요하였습니다. 또한 디머 이미징이 더 약해진 신호를 관찰하고 더 섬세한 샘플을 보며 살아 있는 세포에 대한 더 연장된 관찰을 수행해야 할 필요가 있었습니다. 또한 과학자들은 생물학적 현상의 전체 경로를 밝히기 위해 다중 유전자 및 단백질을 시각화할 더 정확한 스펙트럼 해상도가 필요하였습니다.

이러한 요구에 부응하기 위해 2016년에 FLUOVIEW FV3000 레이저 스캐닝 컨포칼 현미경이 출시되었습니다. FV3000 시리즈는 고품질 광학, 고감도, 매크로 투 마이크로 기능의 고속 다중 채널 이미징, 워크플로 기반의 직관적 사용자 인터페이스를 특징으로 합니다. 프레임은 변화하는 용도 및 예산을 위해 모듈식이며 유연합니다. 과학자들은 간단한 최소 구성에서 완전 맞춤형 첨단 이미징까지 선택할 수 있습니다

Olympus IXplore 현미경 시스템

다중 구성을 제공하는 IXplore 시리즈는 솔루션 기반 시스템입니다

1년 후 Olympus는 IXplore system 시스템을 도입하였습니다. 연구원들의 관찰 요구에 가장 적합한 시스템을 선택할 수 있도록 간단한 문서화를 위한 표준 모델 및 전동식 다차원 관찰을 위한 5가지 전문화된 옵션, 라이브셀 이미징, 전반사 형광(TIRF), 회전 디스크 컨포칼, 초고해상도 등 6가지 IXplore 구성을 사용할 수 있습니다.

초고해상도로 광학적 한계를 넘는 것이 현미경의 새로운 현실이 되었습니다. IXplore SpinSR10 현미경 시스템에 OSR(Olympus Super Resolution)을 이용할 수 있습니다. OSR은 광시야 형광, 컨포칼 이미징 및 초고해상도의 모드를 가지고 있습니다. 이러한 특징 덕분에 연구원들은 표본을 더 빠르고 더 쉽게 더 깊이 관찰할 수 있습니다.

지난 1세기에 걸쳐 Olympus 기술은 고해상도 및 고속 작업으로 다양한 용도에 이점을 제공하였습니다. 이러한 혁신은 과학에 대한 접근 및 과학의 정의 방법을 변혁시켰습니다. Olympus의 연구원들은 임상 및 연구 실험을 위한 이미징 시스템의 개발 및 혁신을 계속하고 있습니다. Olympus는 항상 더 빠르고 더 강력하며 더 많은 인체공학적 솔루션을 모색하고 있습니다. 혁신적인 새 제조 공정 덕분에 동시에 개선된 개구수, 이미지 평탄도 및 뛰어난 이미지 품질을 위한 색수차 보정을 제공하는 새 X 라인 대물렌즈가 이러한 정신의 전형적인 예가 되고있습니다.

창업자인 Takeshi Yamashita의 창의적 정신은 Olympus의 모든 노력에 살아 있으며 우리 주위의 세상을 바꾸고 모두를 위한 더 나은 사회에 기여하는 현명하고 혁신적인 솔루션 제공 약속(“True to Life” promise)에 잘 나타나 있습니다.

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선임 제품 및 전략 기획 관리자 겸 제품 관리자

Takeo Ogama는 Evident의 선임 제품 및 전략 기획 관리자 겸 현미경 카메라 제품 관리자입니다.Takeo Ogama는 카메라를 비롯하여 다양한 제품을 담당하는 연구 및 개발부에서 8년간 근무했으며 8년간의 기획, 마케팅, 관리 경험을 보유하고 있습니다.그는 일본 오사카대학교에서 중성미자 물리학 석사를 취득했습니다.

2019년10월22일
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