[헬스코리아뉴스 / 임도이] 휴대용 장치로 육류 부패 여부를 감지하는 시스템이 국내에서 세계 최초로 개발됐다. 기존의 육류 부패 감지장치는 크기가 크고 고가였기에 휴대용 감지장치가 상용화될 경우 그 활용도가 높을 것으로 기대된다.

대구경북첨단의료산업진흥재단(케이메디허브)가 개발한 모니터링 시스템은 세계 최초로 화학수용체-그래핀을 기반으로 하기 때문에 크기가 작고 따라서 휴대가 가능한 것이 장점이다. 성능은 기존 제품보다 100배 더 민감하게 부패를 감지해낸다.

휴대용 부패감지 시스템은 케이메디허브 박철순 팀장(의약생산센터 공정개발팀장/공동1저자)과 한국생명공학연구원(KRIBB), 한국과학기술연구원(KIST)이 공동으로 개발했다.

개발한 시스템의 공식 명칭은 ‘세계 최초 화학수용체-그래핀 기반의 식품 중 육류 부패 가스분자(푸트레신, 카다베린) 감지 전자코’ 기술이다. 계산과학(DFT 시뮬레이션)과 유기합성 기술을 접목하여 개발했다.

기존 부패 가스분자 검출방법으로는 전기화학분석법, 액체 크로마토그래피 질량 분석법(LC-MS), 형광 및 색변화(비색) 분석법 등이 있다.

하지만 감도가 낮아 부패여부 판단이 늦거나, 장비가 너무 비쌌으며 크기도 부담스러울 정도였다. 뿐만아니라, 분석 시간이 길어 실시간 검출에 한계가 있었다. 

반면 이번에 개발한 화학수용체-그래핀 전자코는 실시간 카다베린과 푸트레신에 대한 검출한계(LOD)가 각 27 및 7ppb(parts per billion)로, 기존 부패 가스분자 센서 보다 100배 더 민감한 검출 성능을 자랑한다.

해당 기술은 저비용 고성능이 특징이다. 화학수용체-그래핀 전자코 칩은 와이어 본딩을 통해 마이크로심 칩 기판에 연결한 다음 무선 휴대용 장치에 연동하였기 때문이다.

돼지고기, 쇠고기, 양고기, 닭고기와 같은 실제 육류에서 27~7ppb까지 낮은 부패 가스 농도도 감지해낼 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

양진영 케이메디허브 이사장은 “개발한 시스템은 크기가 작고 가격도 낮아 유통업계에서 쉽게 육류 부패여부를 파악할 수 있을 것”이라며 “IF 10의 세계적 학술지에 논문이 실려 자랑스럽다”고 말했다.

김훈주 케이메디허브 의약생산센터장은 “분석화학 분야 최고 권위의 국제 학술지에 게재된 것은 센터의 연구역량이 세계적 수준임을 입증한 것”이라고 밝혔다.

연구 책임자인 박철순 박사는 “이번 연구결과는 식품 운송 및 보관에서 부패 정도를 알 수 있는 혁신적 기술”이라며 “해당 기술은 의약품 제조공정 및 품질관리를 위한 가스와 유기용매 등의 실시간 모니터링에도 잠재적 활용이 가능한 기반기술”이라 자신했다.

연구 결과는 바이오 융합 분석화학 분야 세계 최고 권위 학술지인 바이오센서&바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics/I.F.=10.618/분석화학 분야 상위 JCR ranking 3.6%)에 게재됐다.

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