□ 대구경북첨단의료산업진흥재단(이사장 양진영, 이하 케이메디허브)이 세계최초로 휴대용 장치로 육류 부패 여부를 감지하는 시스템을 개발했다.
 
  ○ 기존 육류 부패 감지장치는 크기가 크고 가격이 고가였다.
 
  ○ 케이메디허브가 개발한 모니터링 시스템은 세계최초로 화학수용체-그래핀을 기반으로 하기 때문에 크기도 작아 휴대가 가능한 크기이다.
 
  ○ 또한 성능은 기존 제품보다 100배 더 민감하게 부패를 감지해낸다.
 
  ○ 해당 연구는 케이메디허브 박철순 팀장(의약생산센터 공정개발팀장/공동1저자)과 한국생명공학연구원(KRIBB), 한국과학기술연구원(KIST) 공동 연구 결과이다.
 
  ○ 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.

□ 개발한 시스템의 공식 명칭은 ‘세계 최초 화학수용체-그래핀 기반의 식품 중 육류 부패 가스분자(푸트레신, 카다베린) 감지 전자코’ 기술이다.
 
  ○ 이는 계산과학(DFT 시뮬레이션)과 유기합성 기술을 접목하여 개발되었다.
 
  ○ 기존 부패 가스분자 검출방법으로는 전기화학분석법, 액체 크로마토그래피 질량 분석법(LC-MS), 형광 및 색변화(비색) 분석법 등이 있다.
 
  ○ 하지만 감도가 낮아서 부패여부 판단이 늦거나, 장비가 너무 비싸거나 크기가 컸고, 분석 시간이 길어 실시간 검출에 한계가 있었다.
 
  ○ 이번에 공동연구진이 개발한 화학수용체-그래핀 전자코는 실시간 카다베린과 푸트레신에 대한 검출한계(LOD)가 각 27 및 7 ppb(parts per billion)로, 기존 부패 가스분자 센서 보다 100배 더 민감한 검출 성능을 입증하였다.

▲ 그림1. 휴대용 부패감지 시스템 프로세스

□ 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 27~7 ppb처럼 낮은 부패 가스 농도도 감지해낼 수 있었다.

▲ 그림2. a) 휴대용 화학수용체-그래핀 전자코(CRGE-nose)를 통해 연결된 마이크로심(Micro Sim)의 광학 이미지 및 챔버에 있는 부패한 고기와 휴대용 화학수용체-그래핀 전자코 사진. 다양한 b) 온도를 변화시키며 부패감지 여부 확인한 결과 c) 2일된 육류 샘플에서 부패 가스농도 측정 결과.

□ 양진영 케이메디허브 이사장은 “개발한 시스템은 크기가 작도 가격도 낮아 유통업계에서 쉽게 육류 부패여부를 파악할 수 있을 것”이라며 “IF 10의 세계적 학술지에 논문이 실려 자랑스럽다”고 말했다.
 
  ○ 김훈주 케이메디허브 의약생산센터장도 “분석화학 분야 최고 권위의 국제 학술지에 게재된 것은 센터의 연구역량이 세계적 수준임을 입증한 것” 이라고 밝혔다.
 
  ○ 연구를 책임진 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 자랑했다.