서울시립대, 금 나노입자를 이용한 가습기 살균제 성분검출 방법 개발

서울시립대학교(총장 서순탁) 생명과학과 연구팀이 금 나노입자를 이용하여 용액 상에 분산된 가습기 살균제의 성분인 CMIT/MIT를 신속하게 검출할 수 있는 새로운 방법을 개발했다.

특히, CMIT/MIT를 검출하기 위해 시료의 복잡한 전처리 과정 없이, 금 나노입자를 지시약으로 사용하여 화학반응에 의한 용액의 색변화를 유발함과 동시에 광학 신호 증폭 효과를 이용하여 CMIT/MIT를 정성, 정량적으로 검출할 수 있는 매우 빠르고 편리한 방식이다. 향후, 누구나 쉽고 빠르게 유해 물질을 검출 할 수 있는 검출키트 개발 등의 응용연구에 활용될 것으로 기대된다.
*CMIT/MIT:5-chloro-2-methylisothiazol-3(2H)-one/2-methyl-4-isothiazolin-3-one

가습기 살균제의 성분중 하나인 CMIT/MIT에 의한 인체 독성이 최근 사회적으로 큰 문제가 된 만큼, 제품 내 규제치 이상으로 사용하는 것을 금지하고 있으며, 따라서, CMIT/MIT를 신속하게 검출할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.
서울시립대에 따르면 생명과학과 최인희 교수와 강태호 석사 과정 연구원은 일정 농도 이상의 CMIT/MIT와 금 나노입자가 만나면 CMIT/MIT가 금 나노의 입자의 형태를 유지해주는 표면 분자에 부착된 후 떨어져 나가게 되어, 불안정해진 금 나노입자는 응집체를 형성하고 이로 인한 용액의 색변화를 육안으로 1분 내로 신속하게 확인 가능함을 보였다. 추가적으로 연구진은 흡광도의 변화 정도를 측정하여 용액 내 CMIT/MIT를 정량적으로 분석하는 동시에 라만산란 분광법을 통해 CMIT/MIT에 대한 정성적 분석이 가능함을 보였다.

라만 분광법(Raman spectroscopy)이란 레이저 광 같은 강력한 단색의 여기광(勵起光)을 쬐었을 때 분자의 진동수만큼의 차이가 있는 산란광이 생기는 현상인 라만 효과에서 분자의 진동수를 구하는 분광법을 의미하며, 라만 산란을 측정하는 분광계의 발달로 산란된 빛의 세기를 주파수에 따른 띠 혹은 반복적 피크로 표시되는 스펙트럼을 측정하여 분자의 진동구조를 연구하거나 물질을 정성, 정량 분석에 이용되어 왔다.

연구팀은 CMIT/MIT에 의한 금 나노입자의 선택적 응집 현상을 통해 육안으로 식별 가능한 용액의 색변화뿐만 아니라, 광학 신호가 증폭됨으로써, CMIT/MIT 고유의 라만 분광 신호 측정이 가능함을 보였다.

특히, 특정 작용기로 표면이 둘러 싸여진 금 나노입자를 지시약으로 사용하였을 경우에만 이러한 현상이 특이적으로 일어남을 실험적으로 확인함으로써, CMIT/MIT에 의한 금 나노입자의 집합체 형성의 메커니즘을 규명하였다.

연구팀이 발견한 금 나노입자를 이용한 검출 방법은 기존의 유해 화학물질 검출에 주로 사용되었던 복잡한 전처리 방식 또는 고가의 장비들을 사용하지 않고, 쉽고 빠르게 CMIT/MIT를 검출 할 수 있는 방식으로 다양한 환경 유해물질 검출 키트 개발에 널리 응용될 것으로 기대된다.

이번 연구는 분석화학 분야의 국제 학술지 ‘Analytical Chemistry’지 최근호에 표지논문으로 선정됐으며, 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 통해 수행됐다.


온기동 글로벌이코노믹 기자 16990@g-enews.com