이태윤 교수가 개발한 전기화학 센서칩 설명 자료. /충남대

[더팩트ㅣ대전=이영호 기자] 충남대학교는 기술교육과 이태윤 교수 연구팀이 항생제인 ‘트리메토프림’을 고감도로 검출할 수 있는 미세유체제어기술 기반 전기화학 센서를 개발했다고 11일 밝혔다.

이번 연구는 화학공학 분야 국제 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’(IF: 13.3, 상위 3.5%) 9월 21일 온라인으로 게재됐으며 공업교육연구소 나타라잔 캐리캐란 박사(제1저자)와 이태윤 교수(교신저자)가 참여했다.

항생제 내성의 원인은 항생제의 오남용뿐만 아니라 급격한 기후 변화와 환경 오염으로 작용하는 것으로 나타나고 있다. 특히 전 세계적으로 사용되는 항생제 양의 절반 이상이 농·축산업에 사용되고 있으며 이로 인해 발생하는 오염은 항생제와 내성 유기체를 모두 포함할 수 있어 중요한 문제로 여겨지고 있다.

이에 이태윤 교수팀은 세계보건기구가 지정한 필수 약물 목록에 등재된 항생제인 ‘트리메토프림’의 현장 검출을 위해 시료 전처리부가 통합된 전기화학 센서칩을 개발했다.

연구팀은 시료 전처리부 제작 간 폴리이미드 필름을 가공해 다공성 구조의 마이크로채널을 구성했으며 이렇게 제작된 시료 전처리부는 트리메트프림의 전기화학적 검출을 방해하는 성분들을 효과적으로 제거했다.

또 연구팀은 전기화학 센서에 들어간 수산화란탄에 셀레나이트를 풍부하게 도입함으로써 트리메트프림의 산화 반응을 보다 정확히 측정할 수 있도록 했다.

그 결과 연구팀이 개발한 전기화학 센서칩은 수 나노몰(nM, 물질량 단위로 1 nM 10억분의 1 몰)의 낮은 농도 트리메트프림까지 검출했다.

이태윤 교수는 "다양한 연구들에 따르면 항생제 오남용으로 인한 환경 오염 문제는 항생제 잔류물을 통해 물, 토양, 생태계를 오염시켜 내성 박테리아가 확산하는 결과를 초래할 수 있기에 전 세계적으로 관심이 주목되고 있는 주제"라며 "이번 연구를 통해 개발된 센서칩은 광범위한 항생제 오염문제에 대응할 수 있는 분석 도구로 활용 가능성이 높다"고 말했다.

한편 이번 연구는 교육부, 한국연구재단 창의도전연구지원사업과 과학기술정보통신부, 한국연구재단 기본연구사업의 지원을 받아 수행됐다.

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