그래핀 마이크로 패턴 기반 고 감응성 다중 냄새분자 바이오나노 전자 코 제조 모식도.(자료제공=한국생명공학연구원)

 한국생명공학연구원(원장 오태광, 이하 KRIBB), 한국기초과학지원연구원(원장 정광화, 이하 KBSI)은 12일 서울대와의 공동연구를 통해 다중으로 냄새를 인지할 수 있는 ‘고성능 바이오나노전자 코(Bionano-electronic Nose)’를 세계 최초로 기술개발 하는데 성공했다고 밝혔다.

  후각은 수많은 후각 신경세포의 신경신호 조합 때문에 메커니즘이 매우 복잡하다. 때문에 기존의 바이오전자 코는 균일한 크기 및 모양을 가지는 나노어레이 트랜지스터 형성이 힘들어 여러 가지 냄새를 한 번에 인지하는데 한계를 갖고 있었다.

 그러나 이번 연구팀은 제조된 그래핀 마이크로 패턴 트랜지스터와 다종의 인간 후각 수용체를 결합하는 방식으로, 특정 냄새분자와 선택적으로 결합하는 후각 수용체들을 부착해 여러 가지 냄새를 한 번에 인지할 수 있는 인공후각 재현기술 개발에 성공했다.
 
 특히 후각 수용체를 대장균 시스템에서 대량으로 발현 후 분리 정제하는데 성공해 전자코의 효용성을 더욱 높였다.

 후각 수용체는 냄새물질을 선택적으로 결합하는 단백질로, 약 390개가 후각 신경세포 막에 분포돼있다.

 

기술개발에 참여한 연구진. 왼쪽부터 권오석 한국생명공학연구원 전임연구원, 송현석 한국기초과학지원연구원 선임연구원, 박선주 삼성전자 책임연구원, 박태현 서울대교 교수, 장정식 서울대 교수.(사진제공=한국생명공학연구원)

 이번 연구결과는 사람의 코를 대체할 기술로서 유독가스 감지, 암과 같은 질병의 지표 물질을 사람의 호흡이나 소변에 포함된 특정 휘발성 유기화합물로 인지, 식품 및 향수 감별, 마약 및 생화학무기 조기 검출 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 나아가 향기 나는 TV 기술 등 첨단 과학기술에도 응용될 것으로 전망된다.

  이번 연구에 참여한 KRIBB 권오석 박사는 “실제 사람 코와 흡사한 고 감응성 다중 냄새 분자 인지용 바이오나노전자 코를 세계 최초로 개발했다는데 의미가 있다”고 설명했다.

 또 KBSI 송현석 박사는 “인간의 후각시스템에 더욱 가까운 기술을 개발했다는데 의미가 있고, 이번 연구결과를 기반으로 현재 기술로 불가능한 인간 후각의 코드화와 표준화에 한걸음 더 다가갔다”고 밝혔다.

 한편, 이번 연구결과는 나노과학분야의 세계적 학술지 나노레터스(Nano Letters) 온라인판에(논문명:An Ultrasensitive, Selective, Multiplexed Superbioelectronic Nose That Mimics the Human Sense of Smell) 지난달 24일 게재되기도 했다.

아시아뉴스통신=이다솜 기자