세종대 정재희 교수, 국제학술지 ACS센서 표지논문 게재

[에너지경제신문 송기우 에디터] 세종대학교(총장 배덕효) 기계공학과 정재희 교수(사진) 연구팀의 ‘부유미생물 고농축 액상포집 및 ATP 발광 유도효소 고정화 기술’에 관한 연구논문이 국제학술지 ACS센서(ACS Sensors)에 표지논문으로 게재됐다.

세종대 정재희 교수 및 KIST 김병찬 박사 연구팀은 과기정통부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업(중견연구), 환경부 및 KIST 등의 지원으로 해당 논문을 발표했다.

실내 공기질 관리법의 부유 세균 및 부유 곰팡이 측정 방법은 미생물 배양법으로서 시료포집과 측정까지 1~2일이 소요된다. 따라서, 현장에서의 부유미생물에 대한 신속하고 적극적인 대처가 어려운 상황이다. 연구팀은 논문에서 ‘공기 중 떠다니는 세균이나 곰팡이의 농도를 실시간으로 탐지할 수 있는 바이오에어로졸 모니터링 시스템 기술’을 소개했다.

공기 중 부유미생물의 연속적 모니터링은 크게 포집과 검출로 나눌 수 있다. 원심력을 이용해 물질을 분리하는 사이클론 기술로 시료를 안정적으로 액화하여 포집하고 고농도로 농축했다. 사이클론 내부에 초친수성 표면처리 및 액체-기체 계면 제어를 최적화함으로써 약 100만 배 이상의 부유미생물 농축 성능을 확보했다.

시료는 부유미생물을 융해할 수 있는 열처리부를 통과해 30일 이상의 화학적 안정성을 갖는 루시퍼린/루시퍼라아제 효소 고정화 기술이 적용된 페이퍼 디스크가 포함된 검출부로 전달된다. 부유미생물 내 ATP 물질과 루시퍼라제(효소) 및 루시페린(기질)과의 반응으로부터 방출되는 생물발광을 정량화, 부유미생물 양을 실시간 모니터링할 수 있었다.

설계한 장비의 성능 검증을 서울 시내 6곳의 지하철 역사에서 실시간 현장 테스트를 진행한 결과 5분마다 연속으로 부유미생물 농도정보를 얻을 수 있었고 이 정보는 기존 미생물 배양법으로 측정한 농도와 근사한 것으로 나타났다. 연구팀은 향후 현장의 특성을 고려한 다양한 실내외 대기환경을 모니터링할 수 있는 실용화 연구를 계속할 계획이다.