신종플루, 조류인플루엔자(AI), 사스(SARS·중증급성호흡기증후군), 식중독 등 감염성 질환이 갑자기 퍼지거나 독성 물질이 누출될 때는 원인물질을 빠르게 파악해 피해 규모를 최소화하는 것이 중요하다.

기존에는 병원체, 화학물질 등 표적물질을 검출하기 위해 반복적인 세정과정을 거치고 여러 시약과 데이터를 동원해야 했다. 이 때문에 검출 시간이 30분 이상 걸린다.

한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터 우경자 박사팀과 바이오마이크로시스템연구단 김상경 박사팀이 형광 특성과 자석 성질을 이용해 표적물질을 거의 실시간으로 정확히 검출하는 입자형 센서를 개발했다고 미래창조과학부가 13일 밝혔다.

연구팀이 자성 나노입자와 형광 나노입자를 결합해 만든 이 센서는 물방울의 10분의 1 정도의 소량이나 묽은 시료로도 분석할 수 있다. 센서를 시료에 넣고 흔들고서 마이크로 자석에 접촉하면 2~3분 안에 표적물질을 검출할 수 있다.

기존 자성 형광복합입자는 실시간 센서로 쓰기에는 자성과 형광이 모두 약하다는 문제가 있었다. 자성 나노입자와 형광 나노입자를 결합했을 때 자성입자가 빛을 흡수하는 성질 때문에 형광 특성이 약해지기 때문이다.

연구팀은 실리카 마이크로입자 가운데에 자성입자 뭉치를 넣고, 그 바깥 표면에 형광입자를 한 층 입히는 방식으로 센서를 만들었다. 이렇게 하면 자성 물질이 흡수하는 빛의 양이 최소화된다.

미래부의 '나노·소재 원천기술개발사업'과 KIST '기관 고유사업'의 지원을 받아 수행된 연구결과는 오는 14일 발간될 영국 왕립화학회의 국제학술지 '저널 오브 머티리얼스 케미스트리 B'(Journal of Materials Chemistry B) 제2권 14호 표지(front cover)논문으로 선정됐다.