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식품연, 옥수수 전분 활용 신속 수은 분석기 개발
김윤경 기자  |  apple@foodnews.co.kr
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승인 2019.10.10  13:16:00
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[식품저널] 옥수수 전분을 활용해 물에 오염된 수은을 1시간 내에 검출할 수 있는 바이오센서가 개발됐다.

한국식품연구원(원장 박동준)은 물에 오염된 수은의 농도를 빠르고 간편하게 분석할 수 있는 휴대형 고감도 수은 검출기를 개발했다고 10일 밝혔다.

식품연 우민아 박사 연구팀이 개발한 이 분석기는 기존보다 소형이면서, 더 미세한 단위(검출한계 3.3μg/ℓ)로 분석할 수 있으며, 분석 시간은 1시간 이내로 줄였다.

연구팀은 수은 검출용 자동화 칩을 개발하고, 휴대가 간편한 색차계를 이용함으로써, 사용자 편의성과 재현성이 높은 바이오센서를 만들었다.

자동화 칩은 DNA 증폭반응을 위한 영역과 발색반응을 위한 영역이 각각 나뉘어 미세 채널로 연결돼 있다. 측정하고자 하는 샘플을 칩의 입구에 넣으면, 증폭반응→용액이동→발색반응이 자동으로 이뤄진다. 샘플 주입부터 측정까지 소요되는 시간은 50분 가량이다.

자동화 칩은 상용 3D 프린터를 이용해 제작하기 때문에 기존의 미세 채널 칩을 제작하는 방식에 비해 경제적이다.

칩은 일회용이지만 옥수수 전분에서 추출한 원료로 만든 저가의 고분자 소재(PLAㆍPoly Lactic Acid)로 제작해 미생물에 의해 100% 생분해돼 친환경적이다.

연구팀은 “이번 연구에서 활용한 DNA 회전환증폭법은 기본적으로 DNA를 회전시켜 똑같은 염기서열을 반복적으로 대량 생산하는 장점이 있다”며, “특히 이 방법을 개조해 2배의 증폭이 일어나게 한 결과, 물의 수은 이온 검출한계를 세계보건기구(WHO) 허용기준인 6.0μg/ℓ 보다 낮은 3.3μg/ℓ까지 확보할 수 있었다”고 밝혔다.

또, 기존 비색 바이오센서와 달리 색 정량화를 위해 분광 방식이 아닌 전통 색 측정 방식을 이용한 색 품질관리용 색차계를 활용한다. 이 장치는 휴대할 수 있는 소형으로 가볍고, 측정 시 빛이 차단되도록 설계돼 있어 주변 환경 변화에 큰 영향을 받지 않아 결과의 재현성이 높다.

   
▲ 수은 검출 모식도
   
▲ Double DNAzyme을 이용한 고감도 수은 검출
   
▲ 자동화 칩 모식도
   
▲ 자동화 칩
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  #옥수수, # 수은, # 식품연, # 바이오센서
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