KAIST, 현장에서 ‘살충제 달걀’ 잡아내는 기술 개발

하이드로젤 이용 생체 시료 내 분자 검출 신기술 개발

한국과학기술원 연구진의 달걀 속 살충제 성분 검출 기술 논문이 실린 <스몰>의 저널 내부표지 사진. 한국과학기술원 제공

한국과학기술원(KAIST·카이스트) 연구진이 생체 시료에 들어있는 미량의 분자를 검출하는 센서를 개발했다. 지난해 파동을 몰고 왔던 달걀 속 살충제 성분의 현장 검출에 응용할 수 있는 기술로 평가된다.

이 대학 생명화학공학과 김신현 교수와 재료연구소 김동호 박사 공동 연구팀은 이 센서를 개발하고 다양한 살충제 성분 검출에 성공한 결과를 나노 분야 국제 학술지 <스몰>(Small)에 발표했다고 18일 밝혔다. 특히 지난해 우리나라와 유럽에서 큰 문제가 됐던 달걀 살충제 파동의 ‘피프로닐 술폰’도 시료 전처리 과정 없이 검출하는 데 성공했다고 밝혔다.

지금까지 생체 시료 분석에는 일반적으로 대형 장비를 동원한 시료 전처리 과정이 필수였다. 이 때문에 현장에서 신속한 현장 분석은 어려웠다. 연구진은 전처리 과정 없는 검출을 위해 하이드로젤(물이 기본 성분으로 들어 있는 젤리 모양 물질)에 주목했다. 하이드로젤은 생체 시료에서 단백질처럼 크기가 큰 분자는 배제하고 분석 대상인 작은 크기의 분자만을 내부로 확산하는 특징이 있기 때문이다. 또 하이드로젤이 전하를 띠고 있으면 반대 전하를 띠고 있는 분자를 선택적으로 받아들여 농축할 수도 있다.

김신현 교수(왼쪽)와 연구팀의 김동재 박사 과정 연구원. 한국과학기술원 제공

연구팀은 이 원리에 미세유체시스템과 라만 분광법 기술을 적용해 센서를 구현하는 데 성공했다. ?김신현 교수는 “새롭게 개발한 센서는 식품 내 살충제 성분 검출뿐 아니라 혈액과 소변, 땀 등 인체 속 시료에 들어있는 약물, 마약 성분 등의 직접 검출에도 사용할 수 있다”고 말했다. 김동호 박사는 “시료 전처리가 필요 없기 때문에 시간과 비용의 혁신적 절감이 가능할 것”이라고 덧붙였다.

이 연구는 재료연구소의 기관 주요사업과 한국연구재단의 중견연구자지원사업 및 글로벌연구실사업의 지원을 받았다.

미세유체시스템이란?

머리카락 굵기 수준의 좁은 미세유로에서 유체 흐름을 제어하는 기술.

라만분광법이란?

분자에 쪼인 레이저의 분광을 통해 분자 고유의 진동 및 회전 모드에 해당하는 에너지를 알아내는 기술. 분자가 레이저에 노출되면 ‘분자 지문’이라는 고유의 라만(Raman) 신호를 보내는데, 이를 통해 미지의 분자의 화학구조를 예측할 수 있다. 지금까진 이 산란한 빛의 세기가 매우 약해서 제한된 영역에서만 쓰여 왔으나, 최근 세기를 증강시키는 ‘표면증강라만산란’이라는 기술이 발전해서 다양한 영역에 쓰이고 있다.

권오성 기자 [e-mail]