대구경북첨단의료산업진흥재단(이사장 양진영, 이하 K-메디허브)이 세계최초로 휴대용 장치로 육류 부패 여부를 감지하는 시스템을 개발했다.
K-메디허브는 세계최초로 화학수용체-그래핀을 기반으로 하기 때문에 크기도 작아 휴대가 가능하며 성능은 기존 제품보다 100배 더 민감하게 부패를 감지해낸다고 밝혔다.
K-메디허브 박철순 박사(의약생산센터 공정개발팀장/공동1저자)와 한국생명공학연구원(KRIBB), 한국과학기술연구원(KIST) 공동 연구 결과를 바탕으로 개발된 육류부패 감지시스템은 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.
이번에 개발된 시스템의 공식 명칭은 ‘세계 최초 화학수용체-그래핀 기반의 식품 중 육류 부패 가스분자(푸트레신, 카다베린) 감지 전자코’ 기술로 계산과학(DFT 시뮬레이션)과 유기합성 기술을 접목하여 개발됐다.
전기화학분석법, 액체 크로마토그래피 질량 분석법(LC-MS), 형광 및 색변화(비색) 분석법 등 기존 부패 가스분자 검출방법은 감도가 낮아서 부패여부 판단이 늦거나 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 입증했다.
화학수용체-그래핀 전자코 칩은 와이어 본딩을 통해 마이크로심 칩 기판에 연결한 다음 무선 휴대용 장치에 연동시켜 돼지고기, 쇠고기, 양고기, 닭고기와 같은 실제 육류에서 27~7 ppb처럼 낮은 부패 가스 농도도 감지해낼 수 있었다.
양진영 케이메디허브 이사장은 “개발한 시스템은 크기가 작도 가격도 낮아 유통업계에서 쉽게 육류 부패여부를 파악할 수 있을 것”이라며 “세계적 학술지인 IF 10에 논문이 실려 자랑스럽다”고 말했다.
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”이라고 밝혔다.
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