“바이러스로 휘발성 유기물 가려내는 초소형 센서개발”

국내 연구진이 가늘고 긴 모양의 바이러스를 유전적으로 조절해 알러지, 천식, 암 등을 일으키는 휘발성 유기물을 구분해내는 초소형 센서를 개발했다.

23일 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 김상경·황교선 KIST 바이오마이크로시스템연구단 박사와 이현정 스핀융합연구단 박사 공동연구팀은 바이러스와 단백질 조각을 이용해 발암성 유해물질을 정확히 구분해 모니터할 수 있는 초소형 센서를 개발했다.

연구팀은 유전자를 조절해 가늘고 긴 모양의 바이러스인 박테리오파지를 여러 개 만든 후 기체분자에만 결합하는 박테리오파지를 찾아냈다. 이후 이 박테리오파지를 분석해 발암성 화학물질인 벤젠만 정확히 잡아내는 단백질 조각(펩티드)을 찾아내 초소형 센서로 구현했다.

개발된 센서는 단백질 조각을 활용해 값이 저렴해 대량으로 제조할 수 있으며 벤젠을 1000만분의 1(0.1ppm)수준까지 실시간 모니터링 할 수 있다. 실내외 공기의 질을 파악하거나 위험물을 감지할 수 있을 뿐 아니라 인간의 호흡을 통해 배출되는 대사산물도 확인할 수 있다.

새집증후군으로 잘 알려진 포름알데히드와 같은 유해한 휘발성 유기물은 종종 건강에 심각한 위협이 된다. 이러한 휘발성 기체는 종류가 매우 다양하고 화학적으로 비슷한 물질들이 많아 고가의 분석 장비를 통해서만 구별하고 측정할 수 있었다.

김상경·황교선·이현정 박사는 "향후 원하는 휘발성 유기물(volatile organic compound,VOC)에 최적화된 센서를 빠르게 구현하고 가격경쟁력과 안정성을 갖춰 광범위한 가스센서 제품에 적용될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구는 환경부 글로벌탑 환경기술개발사업과 KIST 기관 고유 과제의 지원으로 이뤄졌다. 연구결과는 17일 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)지 온라인판에 실렸다.