한국환경산업기술원은 안전한 식수원 모니터링을 위한 ‘페놀 및 페놀류 등의 환경호르몬 분석 초소형 휴대 분리검출기’를 세계 최초로 개발했다고 지난 9월 22일 밝혔다.

이번 개발로 휴대용 랩온어칩 시스템 기반의 전처리가 필요 없는 환경모니터링 기술로 이전에는 환경호르몬을 분석하기 위해서 정밀화학·식품·보건의료·분자생물학 분야 등 매우 까다로운 절차를 거쳐야 했으나, 앞으로는 현장에서 쉽고 편리하게 분석할 수 있게 되었다.

랩온어칩 시스템은 ‘손바닥 위의 실험실(Lab-on-a-chip)’로서 실험실에서 수행하는 복잡한 실험을 손톱만한 크기의 칩 위에서 간단히 구현할 수 있도록 만든 장치를 말한다. 예컨대 휴대용 당뇨병 등 질병진단 측정기가 있다.

기존의 분석법은 측정하고자 하는 시료에 따라 복잡한 전처리를 해야 하므로 장시간이 소요되고, 장비가격도 고가로 전량 수입에 의존해 왔으며, 측정값에서도 정확성과 정확도가 떨어져 신뢰성이 떨어지는 단점이 있었다.

그동안 시민단체 및 관련업계가 PVC용기, 도시락, 일회용 컵 등에서 용출되는 비스페놀A 등 환경호르몬 물질에 대한 분석을 하려고 하여도 이와 같은 문제로 인해 현장검사가 어려워 초동 예방에 어려움이 많았다.

이 장비는 부산대학교 화학과 심윤보 교수팀이 환경부와 한국환경산업기술원이 추진한 차세대 핵심환경기술개발(차세대사업)사업 원천기술분야 자원사업을 통하여 개발된 것으로, 세계적인 주목을 받고 있다.

현재 수질환경에서 극미량으로 노출되는 페놀 및 페놀류 등의 환경호르몬 물질을 단기간에 정확하게 분석하기 위한 ‘페놀 및 페놀류 환경호르몬 분석용 세포기반 휴대용 랩온어칩 시스템 개발’ 연구과제 수행을 통해 얻어진 혁신적 기술이다.

극미량의 페놀 및 페놀류 환경호르몬의 분석 감도를 획기적으로 증가시킨 기술과 전기화학적으로 정밀하게 측정할 수 있는 마이크로 바이오센서, 위 시스템들의 기능을 융합한 하나의 ‘랩온어칩’이 탄생했고, 이를 기반으로 초소형 분리검출기를 개발하게 되었다.

이는 세계 최초로 고비용 분석장비를 대체한 저가의 신속·정확하면서도 간편한 휴대용 환경호르몬 측정 및 분석용 장비 개발에 성공한 것으로 매우 값진 결실이다.

심윤보 교수팀은 “향후 페놀류 및 환경호르몬 분석용 센서 및 분석법 부분에서 동 원천 기술 개발이 사업화될 경우, 가스 크로마토그래프 질량분석계(Gas chromatography-mass spectrometer), 모세관 전기이동(capillary electrophoresis), 액체 크로마토그래피(HPLC, High Performance Liquid Chromatography) 등을 이용한 기존 분석비용보다 100분의 1정도로 낮출 수 있어 장비 수입대체 및 해외 수출 등을 통해 세계 시장을 선도에 기여할 것으로 예상한다”고 전했다.

한편, 이 분석 장치의 개발은 해외 유명저널지(Biomaterials 2010 등 SCI급 저널 다수) 에도 이미 9차례 발표되어 세계적으로 관심을 모은 바 있다.

조나리 기자/olivelina@paran.com