▲ 충남대 이태윤 교수 활성제약성분 현장 검출을 위한 고감도 환경 센서 개발.

충남대학교 기술교육과 이태윤 교수 연구팀이 토양이나 수원에 존재하는 활성제약성분을 현장 검출하고, 이를 효과적으로 모니터링할 수 있는 고감도 환경 센서를 개발했다.

이번 연구성과는 환경과학 분야의 국제적인 학술지 ‘Journal of Hazardous Materials’(IF:14.224)에 3월 13일자 온라인으로 게재됐다. 이번 연구는 공업교육연구소 안나말라이 야무나 박사(제1저자), 나타라잔 캐리캐란 박사(공동저자), 이태윤 교수(교신저자)가 참여했다. (논문 제목: Engineered tenorite structure of barium-enriched copper oxide for on-site monitoring of cytotoxic methotrexate in environmental samples)

이번 연구에서 연구팀은 강한 약리활성으로 인해 교차오염 위험성이 높은 면역억제제인 메토트렉세이트(Methotrexate)를 높은 정확도로 현장 검출할 수 있는 전기화학센서를 개발했다.

연구팀은 리간드 교환법을 이용해 전기화학센서에 산화동(CuO tenorite)에 바륨을 소개시켜 전기적 활성을 가지는 나노소재를 합성함으로써 이를 메토트렉세이트를 산화시키는 반응을 효과적으로 촉진하는 촉매로 작용하도록 했으며, 나노소재를 스크린 프린팅 방식으로 제작된 카본 전극에 결합해 일회용 센서를 완성했다.

연구팀이 개발한 센서는 토양과 물에 잔존하는 메토트렉세이트가 나노몰(nM, 물질량 단위로 1 nM은 10억분의 1몰) 정도의 낮은 농도까지 검출할 수 있음은 물론, 토양과 물에 존재하는 다양한 중금속 이온들과 미네랄, 다양한 종류의 제초제 및 살충제, 수질 오염원들이 혼재하는 경우에서도 높은 선택성을 가졌다.

이태윤 교수는 “최근 연구들에 따르면 전 세계 모든 강이 약물 잔류물로 오염이 되어 있는 가운데 조사된 강의 4분의 1에서 약물 잔류물 농도는 무해한 수준 한계치를 넘고 있다”며, “현재 연구팀에서 진행하고 있는 연구들이 이러한 미래의 위협에 대비해 저비용으로 신속하게 위험한 약물 잔류물들의 모니터링을 현장에서 간편하게 할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 교육부/한국연구재단이 지원하는 지역대학우수과학자사업, 창의도전연구지원사업과 과학기술정보통신부/한국연구재단이 지원하는 기초연구실사업의 지원으로 수행됐다.