'범용 나노 플라스틱 센서' 세계 최초 개발…'도깨비풀' 원리

복잡한 환경에서도 고감도 정밀 분석 가능
나노플라스틱 오염 실시간 진단의 새 지평

(왼쪽 위부터 시계방향으로) 성균관대 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수, 한국교통대 전기공학과 이원석 교수, 고려대 생명정보공학과 이규도 교수, 성균관대 생명공학연구원 박주형, 김치현 박사. (사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 성균관대는 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 세계 최초로 다양한 환경 시료에서 나노플라스틱을 고감도로 정밀 분석할 수 있는 전기화학 기반의 '범용 센서'를 개발했다고 10일 밝혔다.

연구팀은 도깨비풀이 동물의 털에 씨앗을 붙여 이동하는 자연 현상인 '외부전파(epizoochory)'에서 착안해, 나노플라스틱을 단백질로 '붙이고' 다시 '떼어내는' 생물 모사 센서 구조를 고안했다.

도깨비풀이 동물의 털에 씨앗을 붙여 퍼뜨리는 자연 현상인 '외부현상(epizoochory)'의 메커니즘 소개 및 나노플라스틱 검출 개략도. (사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

이 센서는 전극 표면에 기능화된 아밀로이드 올리고머 단백질이 나노플라스틱과 상호작용을 할 때 발생하는 전기 신호의 변화를 활용한다. 더해 나노 수준 입자도 정밀하게 검출할 수 있도록 설계됐다.

특히 금 나노구조 기반 미세 돌기 표면을 통해 단백질의 부착력과 감지 민감도를 극대화하며 기존 기술 대비 500배 이상 향상된 감지 민감도(LOD: 0.679 ng/mL)를 확보했다.

또한 물벼룩, 날치알, 인체 혈청 등 실제 시료에서도 높은 정밀도와 재현성을 입증했다.

박 교수는 "본 기술은 다양한 환경 조건에서도 나노플라스틱을 고감도로 분석할 수 있는 세계 최초의 범용 플랫폼"이라며 "고가 장비 없이도 현장 분석이 가능해 향후 수질, 토양, 식품 안전 등 여러 분야에서 실용화가 기대된다"고 밝혔다.

한편 이번 연구는 고려대, 한국교통대와의 공동연구로 수행됐으며 환경공학 분야 세계적 권위지인 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 지난 6월 28일 게재됐다.

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