인천대, '바이오센서스·바이오 일렉트로닉스' 개발

인천대 화학과 김규원 교수, 마니반난 박사후 연구원, 박소륜 학사과정생, 정주원 석사과정생은 M13 박테리오파지 바이러스를 주형으로 금 나노선을 이용하여 침전 발생이 없는 비색법으로 수은을 높은 감도로 검출하는 센서를 개발했다고 1일 밝혔다.

‘물처럼 흐르는 은'이라는 뜻의 수은(水銀)은 상온에서 액체이며 인체 흡수 시, 체내에 잘 축적되고 체외로 배출이 어려워 신경세포 등의 치명적인 피해를 주는 대단히 위험한 물질임이 잘 알려져 있으며 대표적인 관련 질병으로 미나마타병이 있다.


김 교수팀은 인체에 무해한 바이러스의 하나인 M13 바이러스의 표면 단백질에 금 나노 입자를 입혀 나노선을 합성하고 수은 이온(Hg2+) 검출에 적용한 결과, 수은의 존재 유무를 색변화를 통해 맨눈으로도 쉽게 알아낼 수 있다는 사실을 발견했다.

기존에 금나노입자를 이용한 검출방법은 수은의 유무를 나노입자와 수은과의 반응으로 생긴 침전물의 색으로 판단하였는데 이 경우 민감도 및 정확도에 문제가 있었다. 반면 개발된 방법에서는 나노선이 수은과 반응하면서도 침전이 발생하지 않고 나노선이 빛(표면 플라즈몬 공명)을 흡수하는 세기가 약해지면서 기존의 색이 없어지는 원리를 적용하여 높은 민감도 및 정확도를 얻을 수 있었다.


김 교수는 “이 바이러스 기반 나노선은 수은 이외에 질병 진단 등을 위한 물질의 검출에도 널리 활용될 수 있어 응용분야가 매우 많으며, 특허 출원 및 사업화를 통해 상품성을 높이이고자 한다”고 말했다.