퍼온곳 : 전자신문 etnews(17. 3.11)

부산대, 거의 완벽한 인공 코(광학 코) 개발

부산대학교 과학자들이 식품 원산지를 구별하거나 환경 호르몬까지 감지할 수 있는 거의 완벽한 인공 코(광학 코)를 개발했다.

부산대 나노에너지공학과 오진우 교수와 BIT융합기술연구소 유소영 박사를 교신저자로 하는 연구팀이, 인간의 코와 세포 호흡(cell respiration)을 모방한 바이오-영감적인 아이디어에 입각해, 유전자 조작을 통해 다양한 물성을 쉽게 조절할 수 있는 생체 친화적 물질인 'M13 박테리오파지(Bacteriophage)'를 규칙적으로 배열해, 다양한 방향족(芳香族, aromatic series) 물질이나 화학물질이나 세포 분자들이 들러 붙으면 색깔이 변해, 물질들을 인지할 수 있는 인공 코(Artificial Nose) 혹은 광학 코(Photonic Nose) 혹은 전자 코(Electronic Nose)를 개발했다.

연구 결과는 우수성을 인정받아 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 화학분야의 세계적 권위지인 'Chemical Science'에 2017년 3월 1일자 표지논문과 함께 <다양한 세포 분자들을 인지할 수 있는 바이오-영감적인 M13 박테리오파지베이스의 광학 코(Bioinspired M-13 bacteriophage-based photonic nose for differential cell recognition>라는 논문을 게재했다(Moon et al., Chem. Sci., 01 Mar 2017).

▲ 바이오-영감적인 M13 박테리오파지베이스의 광학 코. a) 세포들은 호흡할 때 혹은 숨을 쉴 때 다양한 또는 특정 방향족(aromatic series) 물질이나 향기들이나 화학물질들을 생산한다. 그리고 이러한 물질들을 광학코가 감지하는 것이다. b) 이러한 기체 상태의 분자들을 선택적으로 감지하도록 유전자 조작된 나노구조체들(nanostructures)에 들러 붙으면 나노구조체들이 수축하던지 팽창하게 된다. 그 결과 간섭성 산란(결맞은산란, 부합산란, coherent scattering)으로 나노구조체의 색깔이 변한다.

박테리오파지에서 박테리오는 ‘세균’이란 뜻이고, 파지는 ‘먹는다’는 뜻이다. 즉 박테리오파지는 세균을 잡아먹는 바이러스다. 따라서 광학 코는 방향족 물질과 결합할 수 있는 기능성 바이러스를 개발한 것이다. 방향족 물질에 노출되면 박테리오파지 배열에 구조적인 변화가 생기는데 인공 코는 노출된 물질에 따라 각기 독특한 색깔 변화를 보이게 된다.

이번 연구결과로 앞으로 식품 원산지를 구별하거나 환경 호르몬을 감지하는 등 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대하고 있다. 이번에 개발된 '인공 코'를 이용하면 식품 원산지 판별과 환경호르몬을 감지하는 등 특유한 향을 가진 방향족 화학물질을 감지할 수 있다. 이 인공 코는 인간이 감지할 수 없는 극미량의 방향족 물질도 검출 가능하며 그 종류와 양까지 구분이 가능하다.

더 나아가 세포가 호흡할 때 분비되는 다양한 방향족 화학물질들을 인공 코를 이용해 분별함으로써 향후 암세포까지 감지할 수 있는 가능성도 기대할 수 있다. 이외에 건강을 위한 다양한 센서들, 국가 안전, 음식 식별, 들고 다니고 입을 수 있는 센서 등 다양하게 응용할 수 있다. [정리 김들풀 기자 itnews@itnews.or.kr]

차원용 소장/교수/MBA/공학박사/미래학자

아스팩미래기술경영연구소(주) 대표, 국가과학기술심의회 ICT융합전문위원회 전문위원, 국토교통부 자율주행차 융복합미래포럼 비즈니스분과 위원, 전자정부 민관협력포럼 위원, 국제미래학회 과학기술위원장

2017년 3월 11일