초고속 라만 분석법을 적용한 3종의 곰팡이 독소 농도에 따른 신호 검출 세기(재료연 제공)

국내 연구진이 3대 곰팡이 독소를 1시간 내에 판별할 수 있는 칩을 개발했다. 

과학기술정보통신부는 박성규 재료연구소(KIMS) 박사 연구팀이 고밀도 금속 나노구조체를 이용해 곰팡이 독소 검출이 가능한 고감도 센서 칩을 개발했다고 17일 밝혔다.

곰팡이는 물로 제거할 수 있지만 곰팡이가 배출하는 독소는 물이 끓는 온도인 100도 이상에서도 남아있다. 대표적인 곰팡이 독소는 사람에게 급성 또는 만성장애를 일으킬 수 있는 '아플라톡신'(aflatoxin), 식도암을 유발하는 '푸모니신'(fumonisin), 간암을 유발하는 '오크라톡신'(orchratoxin)이다. 이들은 쌀과 같은 곡류에서 잘 번식한다.

기존 곰팡이 독소 분석은 항체에 효소를 결합한 후 그 반응을 이용하는 효소면역측정법(ELISA)이 사용됐다. 민감도가 낮아 샘플이 다량 필요하고 시간이 하루 이상 걸린다는 단점이 있었다.

연구팀은 3대 곰팡이 독소를 고감도 센서 칩에 묻히면 독소인지 아닌지를 1시간 내 확인할 수 있는 칩을 개발했다. 연구진은 칩에 주재범 한양대 교수팀이 개발한 '초고속 라만 맵핑 기술'을 적용해 독소 0.01ppb(part per billion·10억 분의 1) 이하의 극미량을 분석하는 데 성공했다. 초고속 라만 맵핑 기술은 특정 곰팡이 독소만을 선택적으로 나노구조체 상에 결합해 광학 이미지를 구현하는 기술이다.

0.01ppb 이하 극미량으로 독소여부를 확인했다는 것은 기존과 비교해 약 100배 이상의 민감도를 보인 것이다. 칩 하나의 가격은 약 1~2만원 수준으로 가격 경쟁력도 높다. 앞으로 농식품 유해물질 진단 키트나 혈액·소변·땀 등 분석으로 휴대형 의료진단 기기로도 활용될 수 있을 전망이다.

박성규 재료연 박사는 "이번 연구 결과는 여러 종의 곰팡이 독소를 현장에서 빠른 시간 내에 정확하게 검출할 수 있다는 게 특징"이라면서 "현재 국내 광학기기 제조업체와 공동으로 휴대형 고감도 곰팡이 독소 검출기를 개발하고 있으며, 이르면 1년 내 상용화가 가능할 것"이라고 말했다.