| ▲ 박용근 토모큐브 대표이사 겸 KAIST 물리학과 석좌교수 < KAIST > |
△토모큐브의 사업구조
토모큐브는 2015년 8월24일 설립된 바이오 분석 장비 전문기업이다. 독자적인 광학 기술인 홀로토모그래피(Holotomography, HT)를 중심으로 세포 관찰, 정량 분석, 인공지능(AI) 기반 의사결정 지원까지 통합하는 시스템을 구축해 세포 연구, 신약 개발, 재생의학 등 고부가 바이오 전방 시장을 타깃으로 사업을 추진해 왔다.
설립 초기에는 기초과학 및 바이오 연구를 위한 정밀 현미경 장비 개발에 주력했으며, 2016년 첫 제품인 HT-1H를 개발해 유럽 CE 인증 획득과 함께 세계 최초의 비표지 3D 세포 관찰 장비 상용화를 실현했다. 2022년 고성능 장비 HT-X1 출시를 계기로 제약, 진단, 재생의학 등 실용 분야로 응용 시장을 확대했다.
토모큐브는 2024년 11월7일 기술특례를 통해 코스닥시장에 상장했으며 해외시장에서도 빠르게 입지를 확보하고 있다.
토모큐브는 HT 기술을 기반으로 HT-2H와 HT-X1 등의 고급 세포 이미징 장비를 개발해 바이오메디컬 분야의 연구와 진단에 혁신을 가져왔다.
HT-X1과 HT-2H는 전 세계 50개국 이상의 200여 교육 및 연구기관에서 활용되고 있다. 미국의 매사추세츠공과대학교(MIT), 하버드대학교 의대, 유럽의 명문 대학인 스위스 취리히 연방공과대학교(ETH Zurich) 등에서도 사용된다. 이들은 고급 생명과학 연구와 질병 연구에 적극적으로 활용하고 있다.
국내외 다수의 기업도 토모큐브의 주요 고객으로 이름을 올리고 있다. 북미 시장은 미국 보스턴 법인을 중심으로 한 직판 체계를 구축하고 있으며, 유럽과 아시아 지역은 대리점 및 파트너를 통한 현지화 전략을 병행하고 있다.
특히 하드웨어 장비(HW)에 자체 소프트웨어(SW) 및 AI 기반 분석 솔루션을 결합한 플랫폼 구조는 풀 스택(Full-stack) 분석 생태계를 제공할 수 있는 세계적으로 유일한 기업으로 평가받고 있다.
2025년부터는 산업용 3D 계측장비까지 라인업을 확대해 반도체·디스플레이 시장으로의 진입도 본격화하고 있다.
토모큐브는 단순한 현미경 제조사를 넘어, 차세대 세포 분석 기술의 글로벌 표준화 경쟁에 참여하고 있는 분석 플랫폼 기업으로 평가되며, 기술력, 응용 확장성, 데이터 수익 모델을 모두 갖춘 딥 테크(Deep Tech) 기반 바이오·산업 융합 기업으로 성장하고 있다.
△핵심경쟁력 2세대 홀로토모그래피(Holotomography, HT) 기술
토모큐브의 핵심 경쟁력은 2세대 홀로토모그래피(Holotomography, HT) 기술에 있다. 광학 기반의 3차원 재구성 기술로, 염색이나 절편화 없이 살아 있는 세포 또는 조직의 내부 구조를 실시간으로 3차원 관측할 수 있는 방식이라, 전통적인 형광현미경이나 광학단층촬영(OCT) 기술의 한계를 구조적으로 극복했다는 평가를 받고 있다.
HT 기술의 응용 시장은 크게 바이오 분석 분야와 비바이오 정밀 계측 분야로 나뉜다. 바이오 분야에서는 오가노이드 기반 정량 분석 시장, 세포치료제 품질관리 시장, 체외수정(IVF) 시장, 신약개발 및 약물 스크리닝(HCS)와 같은 세부 시장이 빠르게 성장 중이다.
HT 기술은 생물학적 샘플에 국한되지 않고, 반도체·디스플레이·유리 기판 등 고정밀 산업 소재의 내부 구조를 비파괴 방식으로 계측할 수 있는 차세대 검사 기술로도 주목받고 있다.
토모큐브는 유기발광다이오드(OLED, 올레드) 검사 모듈, 하이브리드 본딩 공정, 유리기판 크랙 검출 등에 HT 기술을 산업용 모듈 형태로 적용하고 있으며, 2025년부터 비바이오 응용 매출 비중도 확대될 전망이다.
△토모큐브의 지배구조
토모큐브의 최대 주주는 창업자이자 대표이사인 박용근이다. 2025년 1월5일 기준 회사 보통주 230만 주(지분율 17.26%)를 보유하고 있다.
특수관계인은 회사 임원들로 김태홍 이사가 1.11%(14만7720주), 이수민 이사가 0.36%(4만7680주), 고성호 최고운영책임자(COO)가 0.23%(3만 주)를 보유하고 있다.
박용근의 부인 최세은씨가 0.07%(9621주), 친인척 김진자씨가 0.01%(1284주)를 갖고 있다.
최대주주와 특수관계인들이 들고 있는 지분을 합한 19.4%의 지분율(43만6305주)로 토모큐브를 지배하고 있다.
5% 이상 지분율 보유한 주주는 박용근 이외에 공동 창업자 홍기연 전 대표가 100만 주(7.51%)를 갖고 있다.
홍기연 공동창업자는 2025년 3월31일 일신상의 이유로 사임했다.
벤처 투자사인 인터베스트가 운용하는 4개 투자조합을 통해 169만 주(12.69%)를 보유하고 있다.
토모큐브가 코스닥 상장 전까지 블루포인트파트너스의 초기 투자를 시작으로 SBVA, 인터베스트, 컴퍼니케이파트너스, 데일리파트너스 등 주요 벤처 투자자들로부터 총 442억 원의 자금을 조달해 왔다.
이 중 일부 투자자는 2025년 상반기 중 보유 지분을 회수했다.
특히 컴퍼니케이파트너스는 약 35억 원을 투자해 멀티플 3배 이상의 회수 성과를 기록했고, 데일리파트너스는 약 200억 원 규모를 투자한 뒤 단계적으로 매각을 진행해 총 300억 원의 회수 실적을 냈다.
토모큐브는 2024년 11월7일 상장 당시 전체 발행주식 약 738만 주 중 200만 주를 신주로 발행했으며, 이중 기관투자자에게 75%(150만 주), 일반청약자에게 25%(50만 주)를 배정했다. 상장 주선인인 대신증권은 3개월 보호예수 조건으로 6만 주를 취득했다. 상장 이후 지분 구조는 창업자, 잔여 벤처캐피털 지분, 공모 물량 간 균형이 유지됐고 주요 초기 투자자 일부가 성공적인 엑시트를 마무리했다.
한편, 토모큐브의 이사회는 2025년 3분기 말 기준 3명의 사외이사와 2명의 사내이사 등 총 5명으로 구성돼 있다.
사내이사는 박용근과 고성호 COO가 사내이사로 이사회에 포함돼 있으며 박상일 파크시스템즈 대표이사, 함병근 Dentos Lee 법률사무소 변호사, 차상훈 충북대학교 의대 교수가 사외이사로 있다.
이사회 의장은 박용근이 겸하고 있다. 이사회 내 별도의 위원회는 구성되어 있지 않다.
토모큐브는 감사위원회를 설치하고 있지 않으며, 비상근감사로 신영식 에이이에스텍 최고재무책임자(CFO)가 감사직을 수행하고 있다.
△2026년 영업익 흑자 전환 기대
토모큐브가 2026년 연결 기준 영업이익이 흑자로 전환하며 매출과 수익 모두 본격적인 성장 곡선을 그릴 것이라는 기대를 받고 있다.
토모큐브는 2025년 3분기 연결기준 매출액 25억 원, 영업손실 18억 원, 당기순손실 15억 원을 기록했다. 2024년 3분기(매출 21억 원, 영업손실 16억 원, 당기순손실 16억 원)에 비해 매출이 19.0% 증가하고 이익 손실 규모는 비슷했다. 다만, 직전분기인 2025년 2분기(매출 31억 원, 영업손실 11억 원, 당기순손실 11억 원)과 비교하면 매출은 19.4% 줄었고, 영업이익과 당기순손실은 각각 45.5% 증가해 실적이 악화했다.
2025년 2분기에는 1분기 부진한 실적(매출 7억 원)에 대한 반등으로 이연된 제품 판매가 몰리면서 분기당 최대 매출을 올렸다.
이로 인해 3분기 실적이 줄어든 것처럼 착시 현상이 일어났지만 실제로는 분기 기준 두 번째로 높은 매출 실적을 기록했다.
토모큐브의 2025년 1~3분기 누적 실적은 매출 63억 원, 영업손실 60억 원, 당기순손실 55억 원으로 2024년 1~3분기(매출 50억 원, 영업손실 61억 원, 당기순손실 58억 원)보다 매출은 늘고 적자는 다소 감소했다.
금융정보업체 에프앤가이드가 증권사의 전망치를 취합해 정리한 가이던스에 따르면 토모큐브는 2025년 연결기준 매출 110억 원, 영업손실 50억 원, 당기순손실 42억 원으로 예측됐다.
이 같은 매출 전망치는 토모큐브가 코스닥시장 상장 당시 증권신고서에서 기재한 기준 가이던스(86억 원)를 25.7% 상회하는 수준이다.
바이오 부문에서는 핵심 장비인 HT-X1 시리즈와 고사양 신제품인 X1 Plus 판매가 본격화되며 평균 판매단가(ASP)가 상승 중이다. 글로벌 연구 기관의 수요가 빠르게 늘고 있는데 미국 국립보건원(NIH), 국립 보건과학센터(NCATS) 등 미국 정부 기관뿐만 아니라, 유럽 현지 직판 체제를 통해 신규 고객 수요가 유입되고 있다.
여기에 소프트웨어 구독 매출이 본격 반영되고 있다. 고객생애가치(LTV) 증가와 수익성 개선 효과가 동시에 나타날 것으로 전망된다.
한편, 비바이오 부문에서는 유기발광다이오드(OLED‧올레드), 하이브리드 본딩, 유리기판 검사 등 신규 시장에 진입 중이다.
한국IR협의회는 토모큐브가 2026년부터 영업이익 흑자로 전환할 것이라고 전망했다.
한국IR협의회는 “향후 분기별 실적과 수주 흐름을 통해 핵심 고객 확보와 산업용 시장에서의 상업화 진전이 가시화된다면, 실적 가시성은 점차 강화될 것으로 기대된다”고 밝혔다.
△암 조직 ‘3D·가상염색’ 기술로 절개 없이 관찰
국내 연구진이 국제공동연구를 통해 첨단 광학 기술을 활용해 절개 없이 암 조직의 3차원 구조를 영상으로 구현하는 기술을 확보했다.
박용근은 2025년 5월26일 KAIST(한국과학기술원) 물리학과 연구진, 신수진 강남세브란스병원 교수팀, 황태현 미국 메이오클리닉(Mayo Clinic) 교수팀, 토모큐브 인공지능 연구팀과 공동연구를 통해 별도의 염색 없이도 암 조직의 3차원 구조를 생생하게 볼 수 있는 가상 염색기술을 개발했다고 밝혔다.
기존 암 조직을 현미경으로 관찰하던 방식은 3차원으로 이뤄진 암 조직의 특정 단면만을 보기 때문에 세포 간의 입체적 연결 구조나 공간적 배치를 파악하는데 한계가 있다.
공동연구팀은 ‘홀로토모그래피(HT)’라는 첨단 광학 기술을 활용해 조직의 3차원 굴절률 정보를 측정하고 인공지능 기반 딥러닝 알고리즘과 접목시켜 가상의 염색(H&E) 이미지를 생성하는 데 성공했다.
H&E(Hematoxylin & Eosin)는 병리조직을 관찰할 때 가장 널리 사용되는 염색법으로, 세포의 핵은 헤마톡실린(Hematoxylin)으로 파란색, 세포질은 에오신(Eosin)으로 분홍색으로 염색된다.
연구팀은 이 기술로 생성한 영상이 실제 염색된 조직 영상과 매우 유사하다는 점을 입증했으며 다양한 장기와 조직에서도 일관된 성능을 확보, 차세대 병리 분석도구로서 범용성과 신뢰성을 확인했다.
토모큐브의 홀로토모그래피 장비를 활용해 한국과 미국의 병원 및 연구 기관과 공동으로 기술 실현 가능성 검증에 나서 해당 기술의 실제 병리 연구 현장 내 도입 가능성도 입증했다.
이번 연구는 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 2025년 5월22일자로 온라인 게재됐다.
박용근은 “이번 연구는 병리학의 분석 단위를 2차원에서 3차원으로 확장한 매우 의미 있는 성과”라며 “미세 종양 환경 내에서 암 종양의 경계나 주변 변역 세포들의 공간 분포를 분석할 수 있는 등 다양한 생의학 연구와 임상 진단에 널리 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
| ▲ 박용근 토모큐브 대표이사가 2024년 10월23일 서울 여의도에서 개최한 기업공개(IPO) 기자간담회에서 코스닥 상장 및 경영계획에 대해 설명하고 있다. |
△2024년 코스닥 입성
토모큐브가 2024년 11월7일 코스닥시장에 입성했으나 첫날 공모가(1만6천 원)보다 37% 넘게 하락하며 호된 신고식을 치렀다.
이날 코스닥시장에서 토모큐브는 공모가보다 37.06% 떨어진 1만70원으로 장을 마쳤다.
시초가 1만2250원으로 공모가 대비 하락 출발한 토모큐브는 1만3990원으로 오르기도 했으나, 낙폭을 키워 장중 한 때 37.19% 떨어진 1만50원을 기록하기도 했다.
신규 상장주의 상장 첫날 가격제한폭이 -40~300%인 점을 고려하면, 토모큐브는 이날 하한가 부근까지 하락했다.
둘째 날 1만2120원, 셋째 날 1만5천 원으로 오르며 회복세를 보이는 듯했던 토모큐브 주가는 이후 다시 하락하며 상장 초기 약세를 보였다.
토모큐브가 기업공개(IPO) 준비에 들어간 것은 2019년이었다. 이후 토모큐브는 150억 원 규모의 시리즈B 투자 유치에 성공했으며 시리즈B 투자에는 데일리파트너스·컴퍼니케이파트너스·인터베스트 등이 참여했다.
앞서 2016년 3월에는 한미사이언스와 소프트뱅크벤처스로부터 시리즈A 투자 유치로 30억 원을 조달했으며, 2018년 4월 소프트뱅크벤처스, 인터베스트, 컴퍼니케이파트너스로부터 시리즈A2를 통해 50억 원을 투자받았다.
2021년 10월13일에는 212억 원 규모의 시리즈 투자를 유치했다. 이로써 토모큐브가 확보한 누적 투자 유치액은 442억 원에 달했다.
투자금 유치는 성공했지만, 상장 작업은 진척이 더뎠다. 시황이 매우 안좋아 시기를 검토하다가 결국 계획 자체를 철회했다.
토모큐브가 상장을 재추진하기로 한 것은 2023년이었다. 기술특례상장으로 상장을 추진해 2024년 11월 상장에 성공했다.
토모큐브의 공모청약 결과는 기대에 미치지 못했는데 백종원 대표를 위시한 더본코리아와 청약 일정이 겹쳐 투자심리(투심)가 분산된 것으로 해석됐다. 상장 직후 유통 주식 비중이 32.17%로 오버행 이슈가 부각된 점도 부담 요소로 지목됐다. 여기에 유통 주식 중 기존 주주 비중이 절반 이상을 넘는 점도 투심을 위축시켰다.
| ▲ 박용근 토모큐브 대표이사(가운데)가 2024년 11월7일 한국거래소에서 열린 토모큐브 코스닥시장 상장기념식에서 상장기념패를 잔달받고 기념촬영을 하고 있다. <한국거래소> |
△홀로토모그래피로 3차원 시료 분석, 신약 개발 기여
박용근은 KAIST(한국과학기술원) 연구팀과 기초과학연구원(IBS) 유전체 교정 연구단 연구팀, 의료용 기기 제조업체 토모큐브와 공동으로 살아있는 소장 오가노이드를 실시간으로 고해상도 관찰할 수 있는 이미징 기술을 개발했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘실험과 분자 의학’(Experimental & Molecular Medicine) 2024년 10월1일자 온라인판에 실렸다.
오가노이드(organoid)는 인체 유래 세포를 배양해 인위적으로 만들어 낸 유사 장기다. 신약 개발 단계에서 독성·효능 평가를 위한 실험에 활용된다.
오가노이드의 복잡한 구조와 동적 생물학적 현상을 이해하기 위해서는 고해상도의 실시간 이미지가 필요하지만, 기존 기술은 라벨링을 위해 형광 염색이 필요해 시간이 많이 드는 등 문제가 있다.
연구팀은 전처리 과정 없이 3차원 생체 시료 분석이 가능한 홀로토모그래피 기술을 이용, 쥐의 소장 오가노이드를 실시간 관찰하는 데 성공했다.
오가노이드의 성장 패턴, 형태학적 변화, 단백질 밀도 등을 정량적으로 평가했고, 약물 처리 후 세포 사멸과 생존율을 분석했다.
△바이오 이미징 플랫폼 ‘HT-1X1 Plus’ 출시
토모큐브는 2024년 10월4일 새로운 바이오 이미징 플랫폼 ‘HT-X1 Plus’를 출시했다.
HT-X1 Plus는 연구자들이 세포와 오가노이드(장기 유사체)를 더 빠르고 정밀하게 분석할 수 있도록 돕는 시스템이다.
토모큐브에 따르면 HT-X1 Plus는 기존 모델 대비 4배 넓어진 시야를 제공하며, 고속 스캔이 가능해 대규모 실험에서의 효율성을 높였다. 고성능 형광 모듈을 탑재해 형광 이미징 성능을 향상시켰으며, 이를 통해 세포 및 조직의 세부 정보를 정밀하게 분석할 수 있다.
HT-X1 Plus와 함께 출시되는 ‘TomoAnalysis 2.0’은 인공지능을 기반으로 한 고급형 분석 소프트웨어다. 120종의 규칙 기반 영상 모듈과 7종의 인공지능 기반 영상 모듈이 탑재됐다.
△홀로그래픽 현미경 기술 ‘네이처 메소드’에 게재
박용근은 2023년 11월 생명과학 분야의 권위 국제 학술지인 ‘네이처 메소드’에 홀로그래픽 현미경과 인공지능 융합 연구 방법론을 조망한 견해(perspective)를 게재했다.
기존 현미경 기술보다 홀로그래픽 현미경 이미지 복원 기술이 염색이나 유전자 조작 등 전 처리 없이 세포나 조직을 찍을 수 있는 장점이 있지만, 그만큼 결과물 분석에 많은 시간과 노력을 들여야 한다고 분석했다.
박용근은 이런 문제점을 홀로그래픽 현미경과 인공지능 결합을 통해 해결할 수 있다는 방법론을 제시했다.
이번 논문은 아이도간 오즈칸(Aydogan Ozcan) UCLA 교수팀, 토모큐브(Tomocube) 인공지능 연구팀과 공동 집필했다.
△오가노이드사이언스와 ‘세포치료제 개발’ 협력
오가노이드 개발기업 오가노이드사이언스와 홀로그래피 현미경 전문기업 토모큐브가 손을 맞잡고 세포치료제 개발에 나섰다.
토모큐브는 2023년 4월 오가노이드사이언스와 공동연구 개발을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다.
이번 협력으로 양사는 기존 기술을 융합해 세포 구조와 기능을 더욱 정밀하게 분석, 새로운 세포치료제 개발을 추진하기로 했다.
토모큐브는 염색과정 없이 세포내부 3차원 영상을 이미징할 수 있는 기술을 보유하고 있으며, 오가노이드사이언스는 성체줄기세포를 사용한 오가노이드로 세포치료제 및 약물 스크리닝 기술을 보유하고 있다.
오가노이드는 줄기세포를 장이나 간, 위와 같은 장기처럼 입체 구조로 배양한 것으로, 장기 모사체 또는 미니 장기라고 불린다.
홀로토모그래피 기술은 세포 및 조직 분석을 위한 label-free(형광표지를 사용하지 않는 조건에서 생물학적 반응을 신호로 변환하기 위한 수행) 4D 정량 이미징을 제공하며, 살아 있는 세포의 다이나믹스, 세포 내 소기관 및 조직 구조를 고정해 형질 전환 또는 염색 없이 볼 수 있다. 인공지능(AI) 기반 데이터 분석 소프트웨어에 의해 세포 표현형 분석을 위한 이미지 분석에도 이용된다.
박용근은 “이번 협력으로 양사가 갖고 있는 기술력을 최대한 발휘해 오가노이드를 활용한 제약·의료 분야에서 더욱 혁신적인 제품을 만들어 내겠다”고 말했다.
| ▲ 박용근 KAIST 교수(오른쪽 두 번째)가 물리학과 학생들과 광학계 연구를 하고 있다. < KAIST > |
△AI·홀로그래피 현미경으로 박테리아 신속 식별 기술 개발
박용근은 2020년 6월 KAIST(한국과학기술원) 물리학과 연구팀과 홀로그래피 현미경 및 인공지능(AI)을 이용해 박테리아 병원균을 신속하게 식별할 수 있는 기술을 개발했다.
현재 일상적 병원균 식별은 통상 수일이 소요돼 감염 초기 식별 결과 없이 실증적인 처방으로 항생제를 투여하는 사례가 빈번하고 이로 패혈증의 경우 치명률이 50%에 달하며 항생제 남용에 따른 슈퍼박테리아 문제도 발생하고 있다.
병원균 식별이 오래 걸리는 이유는 긴 박테리아 배양 시간에 있다. 질량 분석기로 대표되는 식별 기술들은 일정량 이상의 박테리아 표본이 확보돼야 균종과 관련된 분자적 신호를 검출할 수 있으며 환자에서 추출한 시편은 하루 이상 배양해야만 검출이 될 정도의 박테리아 개수가 확보된다.
박용근은 광학 분야 국제 학술지 ‘빛: 과학과 응용(Light: Science & Applications.IF = 17.782)’에 발표한 논문에서 3차원 홀로그래피 현미경과 인공지능 알고리즘을 활용, 단일 세포 수준의 표본으로도 병원균의 균종을 정확히 알아낼 수 있음을 입증했다고 밝혔다.
논문(Rapid species identification of pathogenic bacteria from a minute quantity exploiting three-dimensional quantitative phase imaging and artificial neural network)에 따르면 이번 연구는 홀로그래피 현미경으로 측정되는 3차원 굴절률 영상 정보에 내재된 균종과 관련된 특성을 인공지능 알고리즘으로 학습해 종을 구분하는 것이 핵심이다.
박용근은 종별로 500개 이상 박테리아의 3차원 굴절률 영상을 측정했고, 이를 인공지능 신경망을 통해 학습시켰다.
이렇게 개발된 방법으로 주요한 혈액 감염균을 신속하게 식별, 실제 진단에서의 응용 가능성을 입증했다.
실험에서는 그람 음성 및 양성, 구균 및 간균을 모두 포함한 총 19가지 균종이 활용됐으며 이들은 혈액 감염 사례 90% 이상의 원인이 되는 균들이다.
특히 검증에서는 한 개의 병원균 혹은 병원균 덩어리를 측정한 단일 3차원 굴절률 영상을 통해 약 82.5%의 정확도로 균종 판별이 가능했으며 여러 영상을 확보하면 정확도는 99.9%까지 상승한다.
이번 연구는 KAIST-삼성서울병원-토모큐브가 수년간 공동연구를 통해 얻은 결과였다.
박용근은 연구 책임자이자 논문 교신저자를 맡았다.
박용근은 “홀로그래피 현미경의 세포감별 능력을 인공지능으로 극대화한 감염 진단 기술로 활용 가능성도 확인했다”면서 “배양없이 균종을 식별해 감염질환 치료에 필요한 병원균을 신속하게 식별할 수 있다”고 설명했다.
△‘2018 후미오 오카노상’ 수상
박용근은 2018년 5월 3차원 디스플레이 분야 기술 개발에 기여한 공로로 국제광자공학회(SPIE)가 주는 ‘2018년도 후미오 오카노(Fumio Okano)상’을 받았다.
고해상도 디스플레이와 3차원 디스플레이 분야의 선구자였던 일본의 고 후미오 오카노 박사를 기리기 위해 제정된 ‘후미오 오카노상’은 일본 NHK 후원으로 국제광자공학회 3D 영상학회가 매년 3차원 디스플레이 관련 분야 우수논문을 선정해 수여한다.
박용근은 2016년 3차원 홀로그래픽 카메라기술과 3차원 홀로그래픽 디스플레이 성능 3천 배 향상 기술 등 연구 성과를 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications), ‘네이처 포토닉스’(Nature Photonics) 등에 발표해 주목을 받았다.
박용근은 또 이런 기초연구 성과를 바탕으로 벤처기업 토모큐브(Tomocube)를 설립해 살아있는 세포를 3차원 입체영상으로 관찰할 수 있는 레이저 홀로그래피 현미경을 출시해 미국·일본 등에 수출하고 있다.
△미국광학회 석학회원 선정
박용근이 2017년 9월12일 미국 워싱턴DC에서 열린 ‘미국광학회’(OSA) 이사회에서 석학회원(Fellow)으로 선정됐다.
박용근 교수는 바이오의학 분야에 쓰이는 디지털 홀로그래피 연구 성과를 인정받아 37세(당시)의 젊은 나이임에도 이례적으로 석학회원에 선정됐다. 미 광학회 석학회원의 평균 연령대는 50대 후반에서 60대 초반에 이른다.
박용근는 2010년부터 KAIST 물리학과에 재직하며 홀로그래픽 기술과 광 산란 제어 분야를 연구해 왔다.
특히 살아있는 세포와 조직을 염색하지 않고도 홀로그래픽 현미경 기술을 이용해 실시간으로 3차원 영상을 얻을 수 있는 기술을 개발, 생물학·의학 분야에서 다양하게 활용되고 있다.
박용근은 홀로그래픽 현미경 기술의 상용화를 위해 2015년 ‘토모큐브’를 설립, 2016년 벤처캐피탈업체 ‘소프트뱅크벤처스’와 제약업체 ‘한미약품’으로부터 투자를 유치했고 미국 매사추세츠공대(MIT)와 피츠버그의대, 독일 암센터, 서울대학교병원 등 전 세계 주요 연구 기관에서 토모큐브의 장비를 도입해 쓰고 있다.
△3D 홀로그래피 현미경 상용화 성공
박용근은 2016년 3월 살아 있는 세포를 입체적으로 관찰할 수 있는 기술을 개발하고 이를 3D 홀로그래피 현미경으로 상용화하는 데 성공했다.
박용근은 2015년 4월 CT 촬영 원리와 비슷한 ‘광회절 단층촬영법’을 이용해 광학 집게로 포획한 입자의 3차원 위치를 고속으로 측정하는 기술을 개발, 3차원 영상화에 성공했으며 이를 미국 광학회지 ‘옵티카’(Optica, 4월20일자)에 발표한 바 있다.
박용근은 이를 3차원 홀로그래피 현미경으로 상업화하기 위해 2015년 9월 토모큐브(TomoCube)를 설립하고 제품을 출시했다.
기존 현미경 기술은 형광 물질 등으로 시료를 염색해야 3차원 영상을 얻을 수 있어 살아있는 세포를 관찰하기는 어려웠으며 특히 체내에 다시 주입해야 하는 질병 치료용 면역세포나 줄기세포 등에는 적용이 불가능했다.
연구진은 디지털 홀로그래피 기술을 이용해 CT 촬영 원리를 레이저로 현미경 수준에서 구현, 살아있는 세포와 조직을 염색하지 않고 실시간 3차원 영상으로 촬영하고 세포 내부를 관찰할 수 있는 3D 홀로그래피 현미경을 개발했다.
토모큐브는 이 기술이 국내외 벤처투자회사의 주목을 받아 6개월 만에 소프트뱅크벤처스와 한미사이언스에서 30억 원의 공동투자를 유치하기도 했다.
토모큐브 현미경 시제품은 서울대학교 분당병원과 보라매병원에서 이미 사용에 들어갔으며 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘포토닉스 웨스트 2016’에서도 주목을 받았다.
박용근은 “이 기술은 세포를 관찰하는 현미경 기술의 새 패러다임으로 토모큐브와 스위스 업체 등 2개 업체만 상용화에 성공했다”며 “앞으로 제약, 신경세포학, 면역학, 혈액학, 세포생물학 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.
△토모큐브가 걸어온 길
2015년 8월 토모큐브를 설립했다.
2016년 4월 3D 입체 홀로그래피 현미경 HT-1H 개발을 완료하고 CE 인증을 획득했다.
2016년 8월 대전 모큐브 R&D 센터가 기업부설연구소 인정을 받았다.
2017년 12월 3D 입체 홀로그래피 현미경 HT-2H 개발을 완료하고 CE 인증을 획득했다.
2019년 5월 서울 토모큐브 AI연구소가 기업부설연구소 인정을 받았다.
22019년 11월 미국 보스턴에 현지법인(Tomocube USA, Inc.)을 설립했다.
2021년 6월 3D 입체 홀로그래피 현미경 HT-2H가 혁신제품 지정 인증을 획득했다.
2022년 8월 3D 입체 홀로그래피 현미경 HT-X1을 출시하고 CE 인증을 획득했다.
2023년 12월 3D 입체 홀로그래피 현미경 HT-1X가 혁신제품 지정 인증을 획득했다.
2024년 10월 3D 입체 홀로그래피 현미경 신제품 HT-X1 Plus를 출시했다. 토모애널리틱스 2.0(TomoAnalysis 2.0) 소프트웨어(SW)를 출시했다.
2024년 11월7일 코스닥시장에 상장했다.
2025년 6월 독일 랑엔에 현지법인(Tomocube Europe GmbH)을 설립했다.
2025년 9월 3D 입체 홀로그래피 현미경 신제품 HT-X1 mini를 출시했다.