후각은 인간의 감각 가운데 그 복잡성으로 인해 가장 알려지지 않은 영역으로 후각의 인지는 수많은 후각 신경세포에 의해 발생한 신경신호의 조합에 의해서 이루어져 그 메커니즘이 매우 복잡하다.
이로 인해 반도체성 회로의 전류변화를 모니터링해 냄새분자를 인지하는 기존의 바이오전자 코는 균일한 크기 및 모양을 가지는 나노어레이 트랜지스터 형성이 힘들어 여러 가지 냄새를 한 번에 인지하는데 한계를 가지고 있었다.
공동 연구팀은 제조된 그래핀 마이크로 패턴 트랜지스터와 다종의 인간 후각 수용체를 결합하는 방식을 통해 특정 냄새분자와 선택적으로 결합하는 후각 수용체들을 부착해 여러 가지 냄새를 한 번에 인지할 수 있는 인공후각 재현기술 개발을 성공했다.
특히 세포막에 발현되는 막 단백질로 구성돼 그 구조가 매우 복잡하고 이종세포에서의 발현이 극히 어려운 것으로 알려져 있는 후각 수용체를 대장균 시스템에서 대량으로 발현 후 분리 정제하는데 성공해 전자코의 효용성을 더욱 높였다.
유독가스와 같은 인체에 해를 끼치는 냄새물질의 감지, 질병들 특히 암의 지표 물질을 사람의 호흡이나 소변에 포함된 특정 휘발성 유기화합물 인지, 식품 및 향수 감별, 마약 및 생화학무기 조기 검출 등 다양한 분야에 활용될 것이라고 연구팀은 전망했다.
권오석 생명연 박사는 “이번 연구는 단일 냄새 분자만을 인지 가능한 기존 바이오전자 코 시스템에 활용되어온 나노물질을 마이크로 패턴화 된 단층 그래핀으로 대체해 실제 사람 코와 유사한 고 감응성 다중 냄새 분자 인지용 바이오나노전자 코를 세계 최초로 개발했다는데 의미가 있다”라고 설명했다.
이번 연구성과는 나노과학분야 세계적 학술지 나노레터스 9월 24일 온라인판에 게재됐다.
대덕=구본혁기자 nbgkoo@sed.co.kr
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
