종이 한 장으로 ‘수은’ 오염 확인한다

기초지원연, 10분 내 수은 중독 여부 확인 가능 키트 개발

체내에 축적되면 건강을 해치는 중금속 ‘수은’의 오염 여부를 현장에서 확인할 수 있는 고감도 종이칩이 개발됐다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합분석본부 생물재난연구팀 한귀남ㆍ권요셉ㆍ최종순 박사가 종이칩(Paper Chip)과 금나노입자를 이용해 수은을 분석할 수 있는 원천기술을 확보했다고 13일 밝혔다.

연구팀은 10분 내에 수은 오염 여부를 진단할 수 있는 이 기술을 통해 저비용, 고감도 수은현장검출키트를 개발했다.

수은은 대표적인 체내 축적 중금속으로, 중독되면 뇌와 중추신경계, 신장 기능에 심각한 이상을 유발할 수 있다.

세계보건기구(WHO)와 미국 식품의약청(FDA)은 음용수와 식품의 수은 허용 기준치를 각각 6ppb(10억분의1)과 1 ppm(100만분의1)로 설정했다.

연구팀은 종이 표면에 금나노입자를 입혀 수은에 대해 발색 촉매반응을 일으키도록 해 검사시료에 있는 미량의 수은에도 색 변화 반응을 쉽게 알 수 있도록 했다.

분석하려는 시료의 양을 늘리는 것만으로도 시료 농축효과를 가져 기존 종이 수은 검출칩 보다 10배 이상의 검출 범위가 넓어졌다.

이 진단키트는 기존 수은 검출법에서 요구되는 분광학적 장비 없이 육안으로 색을 식별해 수은의 유무를 판단할 수 있기 때문에 스마트폰 카메라를 이용해 정량적인 측정값 산출이 가능하다.

앞으로 간단한 스마트폰 앱 개발 등을 통해 실시간 현장 분석에도 활용할 수 있을 전망이다.

기존에 가장 보편적인 중금속 분석방법은 유도결합 플라즈마 질량분석, 원자흡광/방출광도계 등 분광학적 방법들이다.

이 방식은 높은 정확도로 다종의 중금속을 분석할 수 있지만 장비와 유지보수비용이 비싸고, 잔유물이 많이 남는 특성이 때문에 분석오류가 잦았다.

권요셉 박사는 “기존 고가의 환경분석 장비가 가진 현장분석의 한계를 극복하고 수은의 유무를 현장에서 신속하게 분석 가능한 신개념 저비용 환경센서를 개발한 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 지난 5일 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인판에 게재됐다. 최소망 기자somangchoi@