동일 크기·구조 물질 분리기술 개발

국내 공동 연구진이 작은 분자물질뿐만 아니라 단백질과 같은 큰 분자도 분리하는 분리막 기술 개발에 성공했다. 기존과 달리 크기가 비슷한 물질도 분리할 수 있어 다양한 정밀 분리장치 구현이 가능해졌다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 김동표 포스텍 화학공학과 연산 석좌교수와 최경민 숙명여대 화공생명공학부 교수팀이 큰 기공을 뚫은 금속 및 유기물질 복합제로 거대 복합분자를 선택·효율적으로 분리하는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

금속-유기 구조체에서의 거대기공 형성 및 유사 단백질 분리

분리막은 각종 물질을 분리하고 정제하는 핵심 요소다. 기공을 통해 분리하는데 기존 금속-유기 구조체 기반 분리막은 아주 작은 분자 물질과 기체만 분리할 수 있었다. 분리막 내부기공을 정밀 조절할 수 없어 크고 복잡한 단백질 분리는 불가능했다. 기공 크기를 기준으로 물질을 분리하는만큼, 크기가 유사한 물질을 나누는 것도 어려웠다.

김동표 포스텍 교수

연구팀은 촉매화학 반응으로 큰 기공을 구현하는데 성공했다. 유기물과 금속이온 간 결합을 절단하는 촉매화학 반응을 활용했다.

유사한 크기와 구조를 가지는 물질을 분리하는 기능도 더했다. 제조된 기공 표면이 양·음전기를 부여해 목표 단백질이 서로 다른 이끌림이나 전기 이끌림이나 반발력을 가지도록 했다. 이 결과 단백질 별 이동속도에 차이를 줘 유사 크기 단백질을 분리했다. 기공 표면 전기 특성을 전환하는 액체를 흘려주면, 특정 단백질만 분리할 수 있도록 했다.

최경민 숙명여대 교수

연구팀은 이 기술을 다양한 천연물질 분리 분야에 활용할 수 있다고 밝혔다.

최경민 교수는 “거대 기공을 도입해 유사한 크기의 단백질을 선별할 수 있게 됐다”며 “이 기술은 의약품, 천연 원료, 박테리아 등 각종 단백질에 대한 맞춤형 정밀 분리 장치 구현에 활용할 수 있다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com