종이기반 마이크로플루이딕스 센서 개념도. (사진=창원대 제공)

창원대학교는 생물학화학융합학부 이용일 명예교수 연구팀이 세계 최초로 비스페놀A(BPA)와 비스페놀S(BPS)를 동시에 구별 분석할 수 있는 고감도 종이기반 마이크로플루이딕스 센서를 개발했다고 25일 밝혔다. 또한 이 연구결과는 저널인용보고서(JCR) 환경과학분야 상위1%의 저널인 'Journal of Hazardous Materials(IF:14.224)' 9월 19일자 온라인에 게재됐다.

연구팀에 따르면 비스페놀A는 최근 미국 CNN방송이 유명 스포츠 브랜드 제품의 의류와 속옷 등에서 안전 한도의 최대 40배에 달하는 BPA가 검출됐다고 보도되면서 세상의 이목을 집중시킨 바 있다. BPA는 잘 알려진 내분비 교란물질로, 특히 여성에게 치명적이며 생리통, 월경 과다를 비롯해 임신 중 과다 노출될 경우 태아의 생식계 발달에도 큰 문제를 일으킬 수 있다. 또한 암을 비롯해 심혈관 질환, 비만, 천식 등과도 연관된 것으로 알려져 있다. 주로 영수증, 물병, 장난감, 바닥재 등 일상적으로 사용되는 많은 제품에서 검출된다.

최근 비스페놀A에 대한 유해성 논란으로 'BPA 프리'라는 이름의 비스페놀S가 대체물질로 사용되고 있으나, 이 물질 또한 심각한 독성을 보인다는 연구 결과가 보도되고 있다. 그러나 비스페놀A와 비스페놀S는 화학적 구조와 성질이 매우 유사해 이를 구별·분석할 수 있는 방법이 전 세계적으로 아직까지 개발돼 있지 않다.

이용일 명예교수 연구팀은 은 나노입자와 BPA/BPS에 선택적인 새로운 분자각인 나노젤을 합성해 이를 종이 마이크로플루이딕스에 결합시켜 BPA와 BPS를 동시에 구별·분석할 수 있는 일회용 종이칩을 개발으며, 시중에서 판매되는 장남감과 영수증에 존재하는 BPA/BPS를 검출해 실제적으로 사용할 수 있음을 확인했다.

연구팀이 개발한 센서는 피코몰 수준에 이르는 초미량 수준까지 정확하게 분석할 수 있음은 물론 플라스틱과 의류등에 존재하는 다양한 중금속 이온들과 미네랄, 여러가지 종류의 첨가제들이 혼재하는 경우에서도 높은 선택성을 나타냈다. 이와 함께 센서재료로 종이를 사용해 재료측면에서 경제적일 뿐만 아니라 대규모 제조가 쉬워 향후 BPA/BPS 환경모니터링 등에 간편하게 응용될 수 있어 그 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다.

한편, 이 연구는 한국연구재단의 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행됐다.