23일 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 김상경·황교선 KIST 바이오마이크로시스템연구단 박사와 이현정 스핀융합연구단 박사 공동연구팀은 바이러스와 단백질 조각을 이용해 발암성 유해물질을 정확히 구분해 모니터할 수 있는 초소형 센서를 개발했다. 

연구팀은 유전자를 조절해 가늘고 긴 모양의 바이러스인 박테리오파지를 여러개 만든 후 기체분자에만 결합하는 박테리오파지를 찾아냈다. 이후 이 박테리오파지를 분석해 발암성 화학물질인 벤젠만 정확히 잡아내는 단백질 조각(펩티드)을 찾아내 초소형 센서로 구현했다.

개발된 센서는 단백질 조각을 활용해 값이 저렴하고 대량으로 제조할 수 있으며 벤젠을 1000만분의 1(0.1ppm)수준까지 실시간 모니터링 할 수 있다. 실내외 공기의 질을 파악하거나 위험물을 감지할 수 있을 뿐 아니라 인간의 호흡을 통해 배출되는 대사산물도 확인할 수 있다.

생활 환경이나 산업현장에서 발견되는 휘발성 유기물은 호흡을 통해 흡수되거나 피부, 점막에 오랜 시간 노출되면 알러지, 천식, 심하면 암과 같은 심각한 만성질환을 일으킨다.

최근 나노기술을 이용한 초고감도의 센서들이 개발됐지만 휘발성 유기물과 비슷한 기체에 대해 다 같은 신호를 내기 때문에 유해한 특정기체가 포함돼 있는지 구분할 수 없었다.

김상경·황교선·이현정 박사는 "향후 원하는 휘발성 유기물에 최적화된 센서를 빠르게 구현하고 가격경쟁력과 안정성을 갖춰 광범위한 가스센서 제품에 적용될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구는 환경부 글로벌탑 환경기술개발사업과 KIST 기관 고유 과제의 지원으로 이뤄졌다. 연구결과는 17일 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)지 온라인판에 실렸다.