KRIBB-기초연-서울대 연구, 생활 관련 첨단기술 응용 기대
유독가스와 같은 유해 물질을 감지하거나 호흡·소변 등에 포함된 유기화합물 인지를 통한 질병 감지는 물론 향기 나는 TV 기술 등 다양한 분야에 활용될 전망이다. 한국생명공학연구원은 한국기초과학지원연구원, 서울대와 공동으로 다중으로 냄새를 인지할 수 있는 고성능 바이오나노전자 코(Bionano-electronic Nose)를 세계 최초로 개발하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 인간의 감각 중에서도 복잡한 것으로 알려진 후각은 수많은 후각 신경세포에 의해 발생한 신경신호의 조합에 의해서 이뤄져 아주 복잡한 메커니즘을 갖고 있다.
이 때문에 반도체성 회로의 전류변화를 모니터링해 냄새분자를 인지하는 기존의 바이오전자 코는 균일한 크기나 모양을 갖는 나노어레이 트랜지스터 형성이 힘들어 여러 가지 냄새를 한번에 인지하지 못했다. 연구팀은 제조된 그래핀 마이크로 패턴 트랜지스터와 다종의 인간 후각 수용체를 결합하는 방식으로, 특정 냄새분자와 선택적으로 결합하는 후각 수용체들을 부착해 여러 가지 냄새를 한번에 인지할 수 있는 인공후각 재현기술을 개발했다.
특히 세포막에 발현되는 막 단백질로 이루어져 구조가 매우 복잡하고 이종세포에서의 발현이 극히 어려운 것으로 알려진 후각 수용체를 대장균 시스템에서 대량으로 발현 후 분리 정제하는 데 성공하면서 전자 코의 효용성을 획기적으로 높였다.
이번 기술 개발로, 유독가스와 같은 유해 냄새물질의 감지는 물론 암을 비롯한 질병의 지표 물질을 사람의 호흡이나 소변에 포함된 특정 휘발성 유기화합물을 인지해 확인하는 기술도 가능할 전망이다. 또 식품·향수 감별, 마약·생화학무기 조기 검출, 인간 후각의 코드화를 통한 향기 나는 TV 기술 등 미래 인간생활과 연관된 첨단 과학기술에 응용될 것으로 기대되고 있다.
권오석 생명연 박사는 “이번 연구는 단일 냄새 분자만을 인지 가능한 기존 바이오전자 코 시스템에 활용된 나노물질(탄소나노튜브 및 전도성 고분자)을 마이크로 패턴화된 단층 그래핀으로 대체해 실제 사람 코와 흡사한 고 감응성 다중 냄새 분자 인지용 바이오나노전자 코를 세계 최초로 개발한 것”이라고 말했다.
나운규 기자 sendme@cctoday.co.kr