나노캡슐로 환경 유해물질 '실시간 모니터링'

생명연-연세대 공동연구, 소형 진단기기용 소재 활용 기대
생명연이 나노캡슐의 위치 추적과 유해물질 모니터링이 동시에 가능한 기술 개발 성공했다.<사진=생명연 제공>생명연이 나노캡슐의 위치 추적과 유해물질 모니터링이 동시에 가능한 기술 개발 성공했다.<사진=생명연 제공>

한국생명공학연구원(원장 김장성)은 권오석 감염병연구센터 박사팀이 서로 정반대의 방향으로 방출되는 두 종류 빛을 이용해, 유해물질의 실시간 모니터링과 위치 추적이 가능한 나노캡슐 기술을 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 이번 연구는 연세대학교와 공동연구한 결과다.

태양광의 전체 파장 중에서 낮은 파장의 빛(높은 에너지, 파란색 계열)들은 사용되지만 높은 파장의 빛(낮은 에너지, 빨간색 계열)은 쓰임새가 많지 않아 버려지게 된다. 태양광의 사용효율을 더 증가시키기 위해서는 낮은 에너지를 갖는 빛을 상향변환을 통해 에너지를 증폭시키는 기술이 필요하다.

연구팀은 기존에 개발된 낮은 파장의 빛을 사용하는 상향변환(Upconversion) 나노캡슐에, 쓰임새가 많지 않았던 빨간색 계열의 빛을 방출하는 하향변환이 가능한 수은에 선택적으로 반응하는 형광물질을 결합했다. 그 결과 나노캡슐의 위치추적과 유해물질 모니터링이 동시에 가능한 기술을 개발했다. 

연구진에 따르면 나노캡슐 표면에 유해물질과 같은 표적을 선별적으로 검출할 수 있는 형광 화합물을 부착할 수 있는데, 홍합과 같은 갑각류에 주사한 뒤, 빛을 쏘여 촬영하면 현장에서 바로 유해물질이 축적된 위치와 타겟 물질의 양이 동시에 이미징이 가능해진다.

연구진은 이번에 개발한 소재가 세계최초 단일 광원을 이용했을 때 동시다발적인 발광이 가능한 시스템으로 평가하며 "기존검출기의 단점을 극복했다"고 설명했다. 실험을 통해 샘플 모든 부위에 나노캡슐이 고르게 분포돼있다는 것과 동시에 유해물질 농도 측정이 가능한것도 확인했다. 

권오석 박사는 "이번에 개발된 신소재 제조기술은 국민들이 우려하는 환경·질환적 위해요소들을 현장에서 손쉽게 검출할 수 있는 소형 진단기기용 소재로 활용이 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.

연구결과는 영국왕립화학회 학술지 'Journal of Materials Chemistry A'에 지난달 28일자로 게재됐다. 
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