[한국대학신문 신지원 기자] 서울시립대학교(총장 서순탁) 연구팀이 금 나노입자를 이용해 용액 상에 분산된 가습기 살균제의 성분인 CMIT/MIT를 신속하게 검출할 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 특히, CMIT/MIT를 검출하기 위해 시료의 복잡한 전처리 과정 없이, 금 나노입자를 지시약으로 사용해 화학반응에 의한 용액의 색변화를 유발함과 동시에 광학 신호 증폭 효과를 이용해 CMIT/MIT를 정성, 정량적으로 검출할 수 있는 매우 빠르고 편리한 방식이다. 향후, 누구나 쉽고 빠르게 유해 물질을 검출 할 수 있는 검출키트 개발 등의 응용연구에 활용될 것으로 기대된다.

가습기 살균제의 성분중 하나인 CMIT/MIT에 의한 인체 독성이 최근 사회적으로 큰 문제가 된 만큼 제품 내 규제치 이상으로 사용하는 것을 금지하고 있으며, 따라서, CMIT/MIT를 신속하게 검출할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.

서울시립대에 따르면 은 일정 농도 이상의 CMIT/MIT와 금 나노입자가 만나면 CMIT/MIT가 금 나노의 입자의 형태를 유지해주는 표면 분자에 부착된 후 떨어져 나가게 돼 불안정해진 금 나노입자는 응집체를 형성하고 이로 인한 용액의 색변화를 육안으로 1분 내로 신속하게 확인 가능함을 보였다. 추가적으로 연구진은 흡광도의 변화 정도를 측정해 용액 내 CMIT/MIT를 정량적으로 분석하는 동시에 라만산란 분광법을 통해 CMIT/MIT에 대한 정성적 분석이 가능함을 보였다.

라만 분광법(Raman spectroscopy)이란 레이저 광 같은 강력한 단색의 여기광(勵起光)을 쬐었을 때 분자의 진동수만큼의 차이가 있는 산란광이 생기는 현상인 라만 효과에서 분자의 진동수를 구하는 분광법을 의미하며, 라만 산란을 측정하는 분광계의 발달로 산란된 빛의 세기를 주파수에 따른 띠 혹은 반복적 피크로 표시되는 스펙트럼을 측정해 분자의 진동구조를 연구하거나 물질을 정성, 정량 분석에 이용되어 왔다.

연구팀은 CMIT/MIT에 의한 금 나노입자의 선택적 응집 현상을 통해 육안으로 식별 가능한 용액의 색변화뿐만 아니라, 광학 신호가 증폭됨으로써, CMIT/MIT 고유의 라만 분광 신호 측정이 가능함을 보였다.

특히, 특정 작용기로 표면이 둘러 싸여진 금 나노입자를 지시약으로 사용했을 경우에만 이러한 현상이 특이적으로 일어남을 실험적으로 확인함으로써, CMIT/MIT에 의한 금 나노입자의 집합체 형성의 메커니즘을 규명했다.

연구팀이 발견한 금 나노입자를 이용한 검출 방법은 기존의 유해 화학물질 검출에 주로 사용되었던 복잡한 전처리 방식 또는 고가의 장비들을 사용하지 않고, 쉽고 빠르게 CMIT/MIT를 검출 할 수 있는 방식으로 다양한 환경 유해물질 검출 키트 개발에 널리 응용될 것으로 기대된다.

이번 연구는 분석화학 분야의 국제 학술지 <Analytical Chemistry>지 최근호에 표지논문으로 선정됐으며, 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 통해 수행됐다.