고감도 화학물질 검출을 위한 사용자 친화적 툴 개발

지난 10월, 우리학과 박제균 교수 연구팀은 기존 상용화에 어러움이 있었던 고감도 화학물질 검출 시스템을 개량해 새로운 사용자 친화적 검사 툴을 만들었다. 이 개발 내용은 저명한 분석 화학 저널인 Analytical Chemistry에 게재되었다.

이미 중요하게 쓰이고 있는 화학 구성물 분석 툴

‘유아들이 사용하던 젖병에서 유해물질 검출’, ‘시중에 유통되던 과일에서 식중독 균 발견’와 같은 뉴스들은 반드시 일 년에 한 번씩은 화제가 되곤 한다. 이러한 문제들은 우리의 건강과 직결되는 것들이기 때문에 더욱 사람들의 이목을 끈다. 이를 해결하기 위해서는 체계적인 유해 물질 검사 시스템이 필요한데, 이런 일들은 여러 화학 물질을 분석하여 검출하는 것으로부터 출발한다.

그 중 임신 테스트기는 사용자가 직접 화학물질을 검사할 수 있게 해주는 키트의 가장 대표적인 예이다. 임신을 하게 되면 hCG(human chorionic gonadotropin, 융모성 생식샘 자극 호르몬)라는 호르몬이 분비되어, 이 호르몬이 소변에 섞이게 된다. 사용자가 소변을 테스트기 끝에 묻히면, 소변이 테스트기 안으로 흡수되어 그 안에 묻어있는 시약과 소변이 반응을 하게 된다. hCG 호르몬이 소변에 있을 시 시약과 반응을 일으켜 색이 변하게 되는데, 이것이 임신 테스트기가 임신 여부를 검사하는 원리이다.

시중에 판매되는 임신 테스트기

하지만 비전문가가 사용하기에는 복잡한 기존의 고감도 분석 툴

임신 테스트기와 같이 검사할 샘플을 흡수해, 기기에 묻어있는 시료와 반응시켜 샘플의 성분을 알아내는 방법은 측면 유동 검사(Lateral Flow Test)라 한다. 이 검사 방법은 일반인도 사용할 수 있을 정도로 간편하지만, 복잡하고 높은 감도가 필요한 검사에는 한계를 보여준다. 이런 문제를 해결하기 위해 과학자들은 측면 유동 검사를 개량한 여러 종기 기반 검사 시스템은, 고감도로 화학물질을 검출할 수 있는 효용성에 비해, 검사에 사용하는 시트를 계속 바꿔주어야 하는 복잡함과 시트를 바꿀 때 필요한 특유의 정밀함 때문에 상용화하기에는 무리가 있었다. 그러나 식중독균 검출과 같은 다양한 유해물질 검출에는 화학물질의 고감도 검출이 필수적이기 때문에, 고감도 검사 시스템의 상용화는 반드시 필요한 상황이었다

일반인이 하기에는 어려움이 있는 고감도 화학물질 검사

사용자 친화적 툴의 개발

지난 10월 신중호 박사과정 학생(지도교수 박제균)은 그 효용에 비해 일반인이 사용하기에 너무 복잡했던 기존의 시스템을 개량하여 사용자 친화적인 시스템을 개발해 저널에 게재했다.

그림처럼 원판에 다양한 시료가 묻은 패드를 설치한 뒤, 검사할 샘플을 가운데 패드에 흡수시키기만 하면, 원판을 돌려가며 여러 시료에 대한 검사를 할 수 있도록 만든 것이다. 이 같은 시스템은 원판 형태의 시료 패드를 제작하기만 하면, 이 검사의 원리를 모르는 연구자나 일반인 같은 경우에도 손 쉽게 차례에 따라 샘플에 대한 화학적인 검사를 할 수 있을 것이라 기대한다. 그리고 이러한 검사가 상용화 될 경우, 기존 음식 유통 체계에서 이 검사를 도입해 유통자가 손쉽게 유해물질을 검출함으로서 유해물질 오염으로 인해 발생하는 문제들을 예방할 수 있을 것이라 생각된다

신중호 박사과정 학생이 개발한 새로운 검출 시스템