초미세 과학기술인 나노테크놀로지의 응용 분야가 갈수록 넓어지고 있다.특히 정밀화학 기술을 바탕으로 한 바이오센서 기술 연구가 활발해지고 있다.한국화학연구원이 최근 서울 역삼동 한국기술거래소에서 선보인 '압타머를 이용한 탄소 나노튜브 트랜지스터 바이오센서 및 이것을 이용한 타깃물질 검출 방법'은 신속하면서도 감도가 높은 고성능 바이오센서 제작에 활용가치가 높은 기술로 주목받고 있다.

압타머는 짧은 단일겹 DNA 또는 RNA로 구성된 핵산 유사물질로 3차원 구조로 인해 다양한 타깃에 높은 선택성을 띠고 반응하는 특성을 갖고 있다.특히 크기(2nm 이하)가 항체보다 작아 센서 표면에 밀착할 수 있어 감도가 높고,안정성 또한 뛰어나다는 평가를 받고 있다.연구원은 이 같은 압타머의 장점을 탄소 나노튜브의 소재적 특성과 결합시켜 센서 기능을 극대화했다.

탄소 나노튜브는 6각형 고리의 평면구조를 갖는 그라핀(grapheneㆍ벌집구조)을 말아놓은 원통형의 물질로,화학적 안정성과 전기전도성 등 고유 성질이 우수해 차세대 나노물질 중 하나로 손꼽힌다.연구원은 그중에서도 반도체적인 특성을 가진 단일겹 탄소 나노튜브에 주목했다.

트랜지스터로 만들었을 때 전하 이동도가 뛰어나 극미량의 시료에도 반응하는 등 센서의 트랜스듀서(감응 매개체)로 최적의 조건을 갖췄기 때문.따라서 이 두 가지 소재를 응용할 경우 신속성이 필요한 현장 검출 센서 등 다양한 분야에 응용이 가능하다는 것이 연구원 측의 설명이다.연구원 관계자는 "암 진단이나 환경오염 물질 검출,유해세균 검출 센서 등의 분야에서 강력한 기능을 발휘할 수 있다"고 말했다.

연구원이 함께 소개한 '수분의 저온 흡탈착을 위한 흡착제 신기술'은 나노기술을 습도 조절 기술에 응용한 사례.이 기술은 나노 크기의 미세공극이 있는 다공성 유무기 복합체를 이용해 기존 흡착제의 효율을 크게 향상시킨 것이 특징이다.

연구원은 100도 이하의 저온에서 수분 탈착이 가능하고 흡착량은 크게 늘어난 유무기 복합 흡착제를 개발,이 같은 문제점을 해결했다.이 소재는 다공성 나노물질인 만큼 표면적이 넓어 수분 흡착량도 두 배에 달한다고 연구원 측은 설명했다.

이관우 기자 leebro2@hankyung.com