기초지원硏 ‘고감도 종이칩’ 개발…비전문가도 10분 만에 현장서 분석 가능
종이칩에 시료를 투입하는 장면/사진=기초지원硏
체내에 축적돼 건강을 해치는 대표적인 중금속인 수은의 오염 여부를 현장에서 바로 확인할 수 있는 고감도 종이칩이 개발됐다. 이 기술은 앞으로 음용수 및 식품을 통한 수은 피해 예방에 큰 도움이 될 것으로 보인다.
한국기초과학지원연구원(이하 기초지원연) 바이오융합분석본부 생물재난연구팀 한귀남, 권요셉, 최종순 박사팀은 종이칩과 금나노입자를 이용한 수은 분석 원천기술을 확보하고, 10분 내에 수은 오염 여부를 진단할 수 있는 저비용·고감도 ‘수은현장검출키트’를 개발했다고 13일 밝혔다.
연구팀은 저비용 소재인 종이의 표면에 금나노입자를 활용해 수은에 대해 발색 촉매반응을 일으키도록 해 검사시료에 있는 미량의 수은에도 색변화 반응을 통해 손쉽게 수은을 검출·분석해 낼 수 있는 방법을 개발했다.
특히 분석하려는 시료의 양(방울수)을 늘리는 것만으로 시료의 농축효과를 가져올 수 있어 기존의 종이 수은 검출칩 보다 10배 이상의 검출 범위를 확보하는 데 성공했다.
이번에 개발된 진단키트는 기존의 수은 검출법에서 요구되는 분광학적 장비없이 육안으로 색을 식별해 수은의 유무를 판단할 수 있다.
또 스마트폰 카메라를 이용해 정량적인 측정값도 산출할 수 있어 추후 간단한 스마트폰 앱(애플리케이션) 개발을 통해 실시간 현장 분석에 활용 가능할 것으로 보인다.
현재 가장 보편적인 중금속 분석방법은 유도결합 플라즈마 질량분석이나 원자흡광·방출광도계 등의 분광학적 방법들로 높은 정확도로 다종의 중금속을 분석할 수 있는 장점이 있지만 장비가 고가인데다 장비 사용 시 분석장비에 쉽게 흡착해 잔유물을 많이 남기는 수은의 특성상 분석오류 및 장비의 유지보수비용 발생 등의 문제가 있어 신속한 수은 검출에 어려움이 있었다.
이번 연구를 총괄한 최종순 박사는 “대부분 외산 분석장비와 기술에 의존하고 있는 국내 환경분석시장에서 현장분석용 환경센서는 재난 대응 및 안전한 국민의 삶의 시대적 추세에 따라 높은 성장이 기대되는 블루오션”이라며 “독자적인 원천기술에 기반 한 기술국산화를 통해 틈새시장을 선도하겠다”고 말했다.
이번 연구성과는 국제학술지 네이쳐의 자매지 ‘사이언티픽리포트’ 5일자 온라인판에 게재됐다.
한편, 수은은 대표적인 체내 축적 중금속으로, 수은에 중독되면 뇌와 중추신경계, 신장 기능에 심각한 이상을 유발시킬 수 있으며, 특히 어린아이와 임산부에 악영향을 미쳐 세계보건기구(WHO)와 미국 식품의약청(FDA)에서는 음용수와 식품의 수은 허용 기준치를 각각 6ppb(10억 분의 1)과 1ppm(백만분의일)로 설정한 바 있다.
작성일 : 17-06-13 12:56
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