자석으로 식중독균 바로 검출

식중독균 검출과정 그래픽. [제공=포스텍]

아주경제 최주호 기자 =식중독을 예방하기 위해서는 물이나 식품에 있는 식중독균을 검출하는 기술이 필요한데, 30분 만에 식중독균의 유무 여부를 눈으로 바로 확인할 수 있는 기술이 세계 최초로 개발됐다.
 
포스텍 화학공학과 전상민 교수, 박사과정 권동훈씨, 주진명 박사 팀은 시중에서 흔히 구할 수 있는 피펫(스포이드)과 고분자용액, 그리고 산화철로 만들어진 나노입자만으로 식중독균의 유무 여부를 30분 이내에 눈으로 확인할 수 있는 자기영동 크로마토그래피(색소별 이동속도) 기술을 개발하는데 성공했다.
 

지금까지 개발된 식중독균의 검출기술은 수일간 식중독균을 배양하지 않으면 검출 할 수 없어, 사고가 발생한 뒤 원인 파악에는 적용이 가능했지만 예방할 수는 없었다.
 
이 때문에 다양한 검사 기술들이 연구되고 있지만, 시간이나 비용 측면에서 현장에서 즉각 적용하기에는 어려운 수준에 그쳤다.
 
연구팀은 식중독균에만 반응하는 항체를 자성나노입자에 붙여 이 입자를 식중독균 용액에 집어넣었다.
 
그리고 이 용액을 피펫으로 먼저 빨아들이고, 식중독균과 섞이지 않는 고분자용액(폴리에틸렌글리콜)을 빨아들여, ‘물과 기름’ 같은 이중 용액층을 만들었다.
 
그 후 영구자석 위에 이 피펫을 세우면 식중독균과 결합된 자성나노입자만이 두 용액의 계면을 통과해 피펫 끝 부분에 모이게 된다.
 
연구팀은 식중독을 유발시키는 것으로 잘 알려진 비브리오, 살모넬라균으로 잇달아 실험했으며, 낮은 농도(100 cfu/mL)의 식중독균도 신속하게 검출할 수 있다는 결과를 얻었다. 물론 이외의 균 역시 항체만 있다면 얼마든지 검출이 가능하다.
 
또 이 기술은 연고 등에 사용되며 시중에서도 쉽게 구할 수 있는 폴리에틸렌 글리콜 용액, 자성을 가진 산화철(Fe3O4)을 사용해 비용도 크게 낮췄으며, 역시 간단하게 사용할 수 있는 피펫을 이용할 수 있어 일반인들도 사용할 수 있다는 장점을 가졌다.
 
이에 식중독 사고 예방이 무엇보다 중요한 학교 등의 급식소, 개인 식당에서의 활용 역시 기대된다.
 
특히 아무런 전기적 장치를 사용하지 않고 비용이 저렴하다는 점에서 식중독 사고가 빈번하게 일어날 뿐 아니라, 수질오염이 심각한 저개발국가에서도 활용할 수 있는 적정기술로도 평가할 수 있다.
 
연구를 주도한 전상민 교수는 “현재 식약처나 연구기관에서 수행하는 역학조사 등에서는 바로 적용할 수 있을 정도로 정확성이나 신속성에서 높은 평가를 얻은 연구로 저개발국의 식중독 예방 등에 활용할 수 있다는 것이 큰 장점”이라면서도 “중간 과정이 일반인들에게는 생소할 수 있어 이 과정을 좀 더 간단하게 하면 작은 개인 식당에서도 얼마든지 사용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
 
연구팀은 이 연구결과를 토대로 일반인들도 사용할 수 있는 방안을 마련하는 한편, 입자에 금속을 씌워 민감도를 더욱 향상시키는 후속연구를 수행할 예정이다.
 
한편, 이 연구 성과는 애널리티컬케미스트리(Analytical Chemistry)지에 게재됐으며, 식품의약품안전처의 기후변화대응 식품안전관리 연구사업단의 지원으로 수행됐다.