김신현 KAIST 생명화학공학과 교수연구팀과 김동호 재료연구소 박사 공동 연구팀은 생체 시료에 들어있는 미량의 분자를 직접 검출 할 수 있는 센서를 개발했다고 18일 밝혔다.

특히 국내 및 유럽에서 문제가 됐던 달걀 속 살충제 성분인 피프로닐 술폰을 시료 전처리 없이 검출할 수 있음을 증명했다.

지금까지 생체 시료 분석에는 일반적으로 대형 장비를 동원한 시료 전처리 과정이 필수였다. 이 때문에 현장에서는 시료의 신속한 현장 분석이 어려워 시간과 비용이 많이 들었다.

연구진은 시료의 정제 과정없이 분자를 직접 검출하기 위해 하이드로젤에 주목했다. 하이드로젤은 물 성분이 있어 단백질처럼 크기가 큰 분자는 배제하고 작은 크기의 분자만을 내부로 확산시킨다. 또한 하이드로젤이 전하를 띠는 경우 반대 전하를 띠고 있는 분자를 선택적으로 흡착시켜 농축할 수 있다.

연구팀은 이 원리를 센서 구현에 적용시키기 위해 미세유체기술을 이용했다. 이를통해 금 나노입자 응집체를 형성하는 동시에 전하를 띠는 하이드로젤 미세입자 안에 캡슐화하는데 성공했다.

김신현 교수는 "새롭게 개발한 라만 센서는 식품 내 살충제 성분 검출 뿐 아니라 혈액과 소변, 땀 등 인체 속 시료에 들어있는 약물, 마약 성분 등 다양한 바이오마커의 직접 검출에도 사용 가능하다"고 말했다.

김동호 재료연구소 박사는 "시료 전처리가 필요없기 때문에 현장에서 시료의 직접 분석이 가능해 시간과 비용의 혁신적 절감이 가능해질 것"이라고 말했다.

이번 연구는 나노분야의 국제 학술지 `스몰(Small)`4일자 내부표지 논문으로 게재됐다.

원세연 기자

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