현장 검출 가능한 휴대용 센서 개발정수기·생수 오염도 즉시 확인 가능
  • ▲ 측방유동분석 기반 휴대용 센서를 활용한 초미세플라스틱 현장 검출 과정.ⓒ부산대학교
    ▲ 측방유동분석 기반 휴대용 센서를 활용한 초미세플라스틱 현장 검출 과정.ⓒ부산대학교
    부산대학교 연구진이 머리카락 굵기의 수만 분의 1에 불과한 초미세플라스틱을 현장에서 단 10분 만에 검출할 수 있는 기술을 개발했다.

    수억 원대 분석장비에 의존하던 기존 방식의 한계를 뛰어넘은 이 기술은 환경 모니터링과 수질 관리의 '게임체인저'가 될 전망이다.

    이은희 부산대 미생물학과 교수 연구팀은 형광 기반 측방유동분석법(LFA, Lateral Flow Assay)을 활용해 200나노미터(㎚) 이하 초미세플라스틱을 신속 정확하게 검출할 수 있는 휴대용 센서를 개발했다.

    초미세플라스틱은 크기가 1마이크로미터(㎛) 미만으로, 강·바다뿐 아니라 수돗물과 생수, 심지어 정수기 물에서도 발견된다. 최근 연구에 따르면 생수 한 병(500㎖)에서 수백만 개의 초미세플라스틱이 검출되기도 했다. 

    초미세플라스틱은 눈에 보이지 않지만 체내에 축적돼 장기적으로 건강에 영향을 줄 수 있는 것으로 알려졌다.

    연구팀은 플라스틱 표면에 부착되는 형광물질(1-pyrenebutyric acid N-hydroxysuccinimidyl ester)과 초미세 입자를 포획하는 고분자 물질(polyethyleneimine)을 결합해 새로운 검출 원리를 개발했다.

    이 기술은 폴리스타이렌(PS)·폴리에틸렌(LDPE)·폴리프로필렌(PP)·폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)·폴리염화비닐(PVC) 등 5대 주요 플라스틱을 10분 이내에 감지할 수 있으며, 최소 9.3~163.9㎍/ℓ 수준까지 검출이 가능했다.

    강물·바닷물·차·탄산수 등 다양한 시료에서도 안정적으로 작동했으며, 연구팀이 제작한 휴대용 형광 이미징 장치를 통해 결과를 즉시 촬영·분석할 수도 있다.

    기존 고가 장비 분석법에 비해 비용은 낮고 현장 적용성은 뛰어나 향후 수질 관리와 식품안전분야에서도 폭넓게 활용될 전망이다.

    이번 연구 결과는 환경분야 세계적 권위의 학술지인 저널 오브 해저더스 머티리얼즈(Journal of Hazardous Materials) 5일자에 게재됐다.

    논문 제목은 'A field-deployable lateral flow assay for rapid and sensitive detection of nanoplastics'(초미세플라스틱 신속·고감도 현장 검출을 위한 측방유동분석법 개발)이다.

    이 교수는 "초미세플라스틱 오염은 점점 심각해지나 기존 분석법은 현장 적용성이 떨어졌다"며 "이번 연구를 통해 누구나 손쉽게 활용할 수 있는 검출 기술을 제시함으로써 환경문제 해결에 기여할 수 있을 것"이라고 기대했다.