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세계최초 나노포러스 바이오칩을 이용한 대량 환경압타머 시스템 개발

- 환경 압타머를 이용한 환경오염물질 현장 (On-site) 노출 평가 및 수질오염 측정 가능

2010년 05월 07일 (금) 00:20:10

이국현

한국환경산업기술원(원장 김상일)에서는 차세대 핵심환경기술개발사업 수행 과제의 연구성과로 "나노포러스 바이오칩을 이용한 대량 환경압타머 개발 시스템을 세계최초로 개발" 했다고 전했다.

동 과제는 동국대학교 의생명공학과의 김소연 교수팀에서 수행하고 있으며 그 성과는 다음과 같다.

김소연 교수팀은 항체대용 압타머의 효율적인 개발을 위하여 유체기반(Microfluidic)의 SELEX on a chip 기술을 개발하였다. 이는 유체기반기술에 나노포러스 바이오칩 기술을 접목시키면서 기존에는 한 번에 한가지의 압타머를 개발하는 방식에서 대량으로 압타머를 개발 할 수 있는 바이오칩 기간 양산시스템을 개발한 것이다.

또한, microfuidics 기반의 본 기술은 SELEX 과정의 간소화를 통해 압타머의 제작시일을 2주로 단축시킬 수 있었으며 한 번의 SELEX 과정으로 다종의 타겟물질에 대한 압타머를 개발하는 기술을 세계 최초로 선보이며 전 세계적으로 압타머 전문가로서의 위상을 높였다.

관련 논문은 SCI급 저널인 Lab on a chip (Lab Chip, 2009, 9 1206–1212, Selection and elution of aptamers using nanoporous sol-gel arrays with integrated microheaters)에서 확인할 수 있으며 후속 논문도 저명저널에 곧 출판할 예정이다. 관련된 특허는 코넬대학교와 연구진과 공동으로 미국 및 국제연합 특허를 출원 중에 있다.

한편, 본 과제의 최종개발 목표는 알킬페놀류, 환경호르몬 등 기존에 활용 되지 못했던 저분자 물질에 대한 압타머를 개발 하여 휴대하기 간편한 on-site 분석법을 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

환경유해물질인 알킬페놀류는 유사체가 많은 고 분자량이 큰 물질이기 때문에 HPLC, GC 등을 이용한 다양한 기기분석법으로 분석이 이루어진다. 따라서 비용과 시간적인 면에서 비경제적이었던 기존의 분석방법을 대체하여 적은 비용으로 한 번에 다량의 알킬페놀류에 대한 검출이 가능한 현장평가용 시스템을 개발하고 있으며 바이오센서로도 각 바이오 분야에 대두되고 있는 압타머를 환경오염물질검출에 적용하면서 새로운 BT, NT, IT의 융합기술분야를 선도해 나가고 있다.

이 연구를 통해 알킬페놀류 및 환경호르몬에 대한 압타머를 개발· 보유하고 있으며 이를 센서에 적용하여 ppt 수준의 검출능력을 확인하였으며 현장평가가 가능한 환경호르몬 검출지 시스템으로 시제품 제작을 하였으며 통합적인 환경시스템으로서의 개발을 위해 연구에 박차를 가하고 있다.

연구수행 주관기관인 동국대 김소연 교수팀은 "해당 시스템을 개발을 통해서 환경오염검출에 대한 현장평가가 가능한 간소화된 기반기술을 제공하고 압타머의 database 구축 및 공개를 통해 이를 환경물질 분석에 적극 활용할 수 있도록 할 것이며, 또한 이 시스템 개발을 통하여 알킬페놀류 검출에만 국한되지 않고 수만 종의 환경오염물질 분석으로 그 확장성을 넓힐 수 있도록 할 것이다."라고 전했다.