국내 과학기술정보통신부 산하의 정부 출연 연구기관인 한국재료화학연구원의 한 연구진이 마약의 광신호를 유연하고 몸에 착용하는 소재로 증폭시키는 나노 소재 기술을 이용해 땀 속 불법 마약을 탐지할 수 있는 웨어러블 센서를 개발하는 데 성공했다고 지난 2021년 2월8일 보되가 되었던 적이 있습니다.
이번에는 대전에 있는 생명공학연구원 다양한 탐지 기술을 개발하고 있습니다. 탐지 영역은 최근 사회적 문제로 떠오른 마약뿐만 아니라 암이나 우울증 같은 질병, 식품까지 실생활의 다양한 범위로 확대되고 있습니다.
최근 생명공학연구 권오석 박사가 개발한 마약탐지물질은 마약과 닿으면 10초 이내에 노란색겔이 빨간색으로 바뀌게 되어 있습니다. 그동안 시간이 오래 걸리던 기존 방법의 한계를 넘어 빠르면서도 간단하게 탐지하는 것을 연구 목표로 하고 있습니다.
대전에 위치하고 있는 한국생명공학연구원(KRIBB) 은 생명현상에 대한 근본적인 이해를 위한 기초연구부터 약물발견, 새로운 생체재료, 통합생명공학, 바이오정보등 응용연구에 이르기까지 광범위한 전문분야에 걸친 생명공학 연구에 전념하고 있습니다
권오석박사 연구진은 성범죄에 흔히 사용되는 마약 GHB(감마 하이드록시낙산)를 손쉽게 확인할 수 있는 기술을 개발했습니다. GHB는 중추신경 억제제로 물이나 술에 타 먹기 때문에 '물뽕'이라 불리고 있습니다. 이것은 복용하고 6시간이 지나면 몸에서 빠져 나오기 때문에 검출되기가 어렵게 됩니다. 특히 무색, 무취, 무의 특성을 가지기 때문에 성범죄에 많이 사용되고 있는 것입니다.
권박사 연구진은 헤미시아닌이란 염료를 기반으로 GHB와 반응하면 색이 바뀌는 화합물을 새로 만들었습니다. 그리고 이를 묵 같은 형태의 하이드로겔 형태로 제작했습니다. 평소 노란색을 띠는 겔은 GHB에 노출되면 약 10초 이내에 빨간색으로 변하게 됩니다.
화합물은 실제 GHB가 인체에 영향을 미치는 1㎍/mL 농도에까지 반응하게 됩니다. 권 박사는 "다른 마약에 적용해 약물에 따라 각각 다른 색깔로 변하는 기술도 개발하고 있다." 고 말했습니다.
이렇게 개발된 겔은 몸에 발라 간단하게 마약을 확인 할 수 있습니다. 예를 들면 매니큐어나 화장품 형태로 손에 바른 뒤 술을 손에 떨어뜨려 색 반응을 확인하는 방법으로 검사하는 티가 나지 않게 충분히 검사를 할 수 있다는 것입니다.
또한 클럽 같은 육안으로 확인 어려운 어두운 곳에서도 스마트폰 앱을 통하여서도 그 여부를 확인할 수도 있습니다. 현재 마약 탐지 기술은 기업에 기술 이전이 되어 제품화가 추진되고 있습니다.
우울증. 암 진단에도 활용 가능합니다. 우울증에 관여하는 신경전달물질인 세로토닌을 실시간 모니터링 할 수 있는 바이오센서를 개발하여 사람의 감정과 식욕, 수면 등의 조절에 영향을 주는 세로토닌을 통해 확인 할 수가 있습니다.
연구진은 세로토닌에 반응하는 바이오탐침을 제작하고 이를 전도성 높은 나노섬유와 결합여 센서가 세로토닌과 반응하며 발생한 전기적 신호를 통해 체내 세로토닌의농도를 측정하는 방식으로 확인 할 수가 있습니다
이러한 장치는 소형으로 제작돼 일반인도 손쉽게 측정 할 수 있도록 했습니다. 권 박사는 "코로나 시기에 우울증을 호소하는 사람이 늘어나고 있다"며 환자들이 스스로 측정해 제때 치료를 받든데 도움이 될것"이라고 말했습니다.
권박사는 "센서 끝에 어떤 것을 탑재하느냐에 따라 여러 질병을 진단할 수 있다"고 말했습니다. 하여 다양한 질병으로도 확장 가능한 길을 열어 주었습니다. 그러면서 "사람의 호흡이나 소변을 통해서 암을 진단하는 방법을 개발할 것"이라고 했습니다.
연구진은 육류가 부패하면 발생하는 화합물을 측정할 수 있는 '전자 코'를 개발도 하여 식품에도 적용할 수 있는 길을 열었습니다. 현재 육류 부패 측정 방식은 오랜 시간이 걸려 현장에서 바로 활용하기가 어려웠습니다.
전자코를 활용하면 현장에서 육류의 신선도를 측정가능 할 것으로 기대가 되고 있습니다. 이 전자코는 육류가 부패할 때 나오는 카다베린.푸트레신과 더불아 암모니아를 센서를 통해 측정이 가능합니다.
또 악취 유발물질인 황화수소도 보조적으로 측정하여 측정 결과를 스마트폰 앱을 통해 그래프로 확인 할 수가 있습니다. 이외에도 나무의 구제역이라고 불리는 과수화상병에도 센서를 적용할 수가 있습니다.
"과수화상병은 구별이 어려워 이미 확인했을 때는 늦은 경우가 많다"며 진단 기술이 사람뿐 아니라 식물의 질병을 조기에 발견하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 권오석박사는 말했습니다.
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