인간의 코로는 감지할 수 없는 극미량의 특유한 향을 지닌 화학물질을 찾아낼 수 있는 '인공 코(artificial nose)'가 개발됐다. 이를 활용하면 식품의 원산지를 판별하거나 환경호르몬 유무를 감지할 수 있을 것으로 기대된다.

인공 코 개념도. 방향족 물질과 결합할 수 있는 기능성 바이러스의 개발(a)과 이를 이용해 제조한 색깔을 나타내는 나노 구조체(b) 그리고 방향족 물질이 감지됐을 때 나노 구조체의 색깔이 변하는 것(c)을 나타낸다. 부산대 제공

부산대는 나노에너지공학과 오진우 교수와 광메카트로닉스공학과 김규정 교수 공동연구팀이 세포 특유의 호흡분비물을 감지할 수 있는 새로운 개념의 '인공 코'를 개발했다고 9일 밝혔다. 인공 코란 특수한 향을 지닌 방향족(芳香族·aromatic series) 물질을 검출할 수 있는 시스템을 말한다. 인간의 코로는 감지할 수 없는 극미량의 방향족 물질도 검출하고 그 종류까지 구분할 수 있는 게 특징이다. 특이한 향을 가진 물질의 존재 여부와 그 양을 색깔의 변화를 통해 알 수 있으므로 인공 코 시스템을 '광학 코'나 '전자 코'라고 부른다. 이번 연구 결과는 영국왕립화학회가 발행하는 화학 분야 권위지 'Chemical Science' 최신호에 표지논문으로 실렸다.

연구팀은 유전자 조작을 통해 다양한 물성을 쉽게 조절할 수 있는 생체 친화적 물질인 'M13 박테리오파지(Bacteriophage)'를 규칙적으로 배열해 인공 코를 만들었다. M13 박테리오파지는 박테리아를 숙주로 삼는 바이러스인 '박테리오파지' 중 '이콜라이(E.coli)'라는 박테리아를 숙주로 증식한 바이러스의 일종이다. 연구팀이 개발한 인공 코는 방향족 화학물질에 노출되면 박테리오파지 배열에 구조적 변화가 생겨 노출된 물질에 따라 각기 다른 독특한 색깔 변화를 보이는 것으로 확인됐다. 오 교수는 "세포의 호흡 때 분비되는 다양한 방향족 화학물질을 인공 코로 분별·감지함으로써 호흡 분비물을 이용해 앞으로 암세포를 감지할 가능성도 기대하고 있다"고 말했다.

이번 연구는 농림수산식품기술기획평가원이 지원하는 현장 이동형 농산물 원산지 판별기술 개발과 미래창조과학부 한국연구재단의 선도연구센터(CRC)인 3차원 혁신제조연구센터 국가과제의 연구비 지원을 받아 이뤄졌다.

오상준 기자