한국기초과학지원연구원(원장 이광식)은 바이오융합분석본부 생물재난연구팀 한귀남·권요셉·최종순 박사가 종이칩(Paper Chip)과 금나노입자를 이용한 수은 분석 원천기술을 확보, 10분 내에 수은 오염 여부를 진단할 수 있는 저비용 고감도 수은 현장검출 키트 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.

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

연구팀은 저비용 소재인 종이 표면에 금나노입자를 활용해 수은에 대해 발색 촉매반응을 일으키도록 했다. 색변화 반응으로 손쉽게 수은을 검출, 분석해 낼 수 있는 방법을 개발했다. 

특히 분석하려는 시료의 양(방울 수)을 늘리는 것만으로 시료의 농축효과를 가져올 수 있어 기존의 종이 수은 검출칩 보다 10배 이상의 검출 범위를 확보하는데 성공했다. 

연구팀이 개발한 진단키트는 분광학적 장비 없이 육안으로 색을 식별해 수은의 유무를 판단할 수 있으며, 스마트폰 카메라를 이용해 정량적인 측정값도 산출할 수 있다. 향후 스마트폰 앱 개발을 통해 실시간 현장 분석에도 활용 가능할 것으로 연구팀은 내다봤다. 

또 장비 사용시 분석장비에 쉽게 흡착해 잔유물을 많이 남기는 수은의 특성상 분석오류 및 장비의 유지보수비용 발생 등의 문제가 있어 신속한 수은 검출에 어려움이 있었다.

권요셉 생물재난연구팀장은 "기존 고가의 환경분석 장비들이 가지고 있는 현장분석의 한계를 극복하고, 수은의 유무를 현장에서 신속하게 분석 가능한 신개념 저비용 환경센서를 개발한 것"이라고 밝혔다.

최종순 박사는 "현장분석용 환경센서는 재난 대응 및 안전한 국민의 삶의 시대적 추세에 따라 높은 성장이 기대되는 블루오션"이라며 "독자적인 원천기술에 기반 한 기술국산화를 통해 틈새시장을 선도하겠다"고 말했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 '사인언스 리포츠(Scientific Reports)' 6월 5일자 온라인판에 실렸다.