권오석 생명연 박사, 송현석 기초지원연 박사, 박선주 서울대 박사 등 공동연구
여러 가지 냄새 인지가 가능한 인공 후각 재현 기술개발 성공

고성능 바이오나노전자 코는 권오석 생명연 박사, 송현석 기초지원연 박사, 박선주 서울대학교 박사 등 공동연구팀에 의해 개발됐다.<사진=연구팀 제공>
고성능 바이오나노전자 코는 권오석 생명연 박사, 송현석 기초지원연 박사, 박선주 서울대학교 박사 등 공동연구팀에 의해 개발됐다.<사진=연구팀 제공>

사람 코보다 더 정확하게 냄새를 맡는 '전자코'가 개발됐다.

권오석 한국생명공학연구원 박사와 송현석 한국기초과학지원연구원 박사, 박선주 서울대 박사 등 공동 연구팀은 다중 냄새를 인지할 수 있는 고성능 바이오나노전자 코를 세계최초로 기술개발에 성공했다고 12일 밝혔다.

인간의 여러 감각 가운데 후각 분야는 그 복잡성으로 잘 알려지지 않았다. 특히 후각은 수많은 신경세포에 의해 발생한 신경신호의 조합으로 이루어지므로 그 메커니즘이 매우 복잡하다.

때문에 냄새 분자를 인지하는 기존의 바이오전자 코는 균일한 크기와 모양을 갖는 나노어레이 트랜지스터 형성이 힘들어 여러 가지 냄새를 한 번에 인지하는데 어려움이 있었다.

그래핀 마이크로 패턴 기반 고 감응성 다중 냄새분자 바이오나노 전자코 제조 모식도.<사진=연구팀 제공>
그래핀 마이크로 패턴 기반 고 감응성 다중 냄새분자 바이오나노 전자코 제조 모식도.<사진=연구팀 제공>

연구팀은 그래핀 마이크로 패턴 트랜지스터와 다종의 인간 후각 수용체를 결합하는 방식으로, 특정 냄새분자와 선택적으로 결합하는 후각 수용체들을 부착해 여러 가지 냄새를 한 번에 인지할 수 있는 인공후각 재현기술 개발에 성공했다.

특히, 후각 수용체를 대장균 시스템에서 대량으로 발현 후 분리 정제하는데 성공해 전자코의 효용성을 더욱 높였다. 그결과 사람처럼 여러 종류의 여러 가지 냄새를 한 번에 인지할 수 있는 인공후각 재현이 가능하다. 

이번 성과는 사람의 코를 대체할 기술로 유독가스와 같은 인체에 해를 끼치는 냄새물질을 감지하고, 특히 식품·향수 감별과 마약·생화학무기 조기 검출 등 다양한 분야 활용에 기대할 수 있다.

연구팀은 인간 후각의 코드화를 통한 향기 나는 TV 기술 등 미래 인간생활과 연관된 첨단 과학기술에 응용할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

권오석 박사는 "이번 기술은 단일 냄새 분자만을 인지하는 기존 시스템에 활용된 나노물질을 마이크로 패턴 단층 그래핀으로 대체했다"며 "실제 사람 코와 흡사한 고 감응성 다중 냄새 분자 인지용 바이오나노전자 코를 세계 최초로 개발했다는데 의미가 있다"고 설명했다.

한편, 이번 연구결과는 나노과학분야의 세계적 학술지 '나노레터스'(Nano Letters)에 온라인판 9월 24일 게재됐다.

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