5분 내 환경오염물질 검출… 미세유체 분석장치 개발

화학연, 전처리 과정 없이 오염물질 한 번에 추출·분석 소량 추출 액적을 미세칩에 적용… 모래·토양 섞인 시료도 가능 고형물이 섞인 환경오염물질을 전처리 과정 없이 추출·분석할 수 있는 미세칩이 개발됐다. 앞으로 환경오염 모니터링과 식품 잔류농약 검사, 의약·바이오 시료 분석 등 다양한 산업 분야에 활용할 수 있을 전망이다. 한국화학연구원은 김주현 박사 연구팀은 유재범 충남대 교수 연구팀과 함께 고형물이 섞인 시료에서 별도 전처리 없이 오염물질을 검출할 수 있는 '미세유체 기반 분석 장치'를 개발했다고 8일 밝혔다. 물이나 식품, 환경 시료에는 미량의 오염물질이 포함돼 있어 이를 정확히 측정하려면 목표 물질만 골라 농축하는 '전처리'가 필수적이다. 기존에는 액체-액체 추출법(LLE)으로 전처리를 해 왔지만, 고형물이 섞여 있으면 분석 정확도가 떨어지는 한계가 있었다. 이 때문에 환경 오염 감시, 식수 안전 관리, 의약품 잔류물 분석 등 국민 생활과 밀접한 분야에서 정확하고 신속한 분석이 어려웠다. 연구팀은 오염물질을 담는 소량의 추출 액적을 미세 칩 내부에 가둔 뒤 다시 회수할 수 있는 구조의 미세유체 장치를 개발했다. 이는 물 옆에 작은 스펀지를 붙여 물 속 색소만 스며들게 한 뒤 스펀지를 떼어내 분석하는 방식과 유사한 원리다. 연구팀은 미세유체장치를 이용해 최근 유럽에서 환경 문제 물질로 규제받기 시작한 과불화화합물(PFAS)과 항경련제 성분인 카바마제핀(CBZ)을 실제로 검출하는 데 성공했다. 특히 모래가 섞인 슬러리 시료에서도 여과 과정 없이 한 번에 추출이 가능함을 입증했다. 김 박사는 "복잡한 전처리 과정을 하나로 줄일 수 있어 분석 자동화와 소형화에 적합한 플랫폼 기술"이라며 "국민 생활 안전과 직결되는 환경·식품 분석 기술의 신뢰도 향상에 기여할 것"이라고 말했다. 연구결과는 센서 분야 국제 학술지 'ACS 센서스' 지난해 12월 표지논문으로 실렸다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr