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  • 극미량의 마약도 정확히 탐지…휴대용 마약 센서 개발

  • 기사입력 2017-09-29 01:01 |구본혁 기자
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- 필로폰 등 암페타민 계열 마약 감지, 기존 분석기 보다 만 배 정밀

[헤럴드경제=구본혁 기자] 최근 우리사회에 필로폰과 같은 마약류 유통이 늘고 있는 가운데 국내 연구진이 음주단속처럼 간단하게 마약 복용 여부를 확인할 수 있는 첨단기술 개발에 성공했다.

기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단과 포스텍 화학공학과 오준학 교수팀 극미량의 샘플로도 암페타민 계열의 마약을 검출하는 고감도 휴대용 마약 검출 센서를 개발했다고 28일 밝혔다. 

개발된 마약 센서는 소변이나 땀 또는 침 한 방울이면 초미량의 마약을 신속하고 정확하게 검출한다. 센서의 크기는 1.5㎝×3.5㎝에 불과하며, 휴대가 간편한 스마트밴드 형태로도 제작, 스마트폰과 연동해 검출 결과를 실시간으로 확인할 수 있다. 

암페타민 계열 마약 센서의 작동 원리. 유기반도체 소자 표면에 암페타민 계열 마약을 선택적으로 감지하는 쿠커비투릴 분자가 코팅돼 있고, 이 분자와 마약이 결합해 생긴 전류변화가 안테나를 통해 외부 장치로 전달된다. [제공=IBS]

연구진은 반도체의 성질이 정상적으로 유지되는 유기반도체 소자에 분자들이 서로 짝을 알아보고 합치는 성질을 지닌 분자인지를 적용하는 획기적 방법을 고안했다. 유기반도체 소자 표면에 암페타민 계열 마약 분자를 선택적으로 인지하는 쿠커비투릴의 분자층을 3~4겹 코팅하는 방식이다. 암페타민 분자가 쿠커비투릴과 결합하면, 쿠커비투릴의 전하 배치가 미세하게 바뀐다. 반도체 소자는 이에 민감하게 반응해 전기 신호를 내보내며, 신호의 세기는 암페타민 분자의 농도에 비례한다.

마약 센서의 민감도는 물의 경우 0.1 ppt3), 소변의 경우 0.1 ppb3)의 농도로 기존 휴대용 분석기가 소변에 반응하는 것보다 만 배 이상 높다. 분자인지에 기반해 필로폰이나 엑스터시와 같은 암페타민 계열 마약은 모두 검출한다. 화학구조를 일부 변형시킨 변종마약에도 빠르게 대응해 맞춤형 센서를 제작하기 쉽다. 연구진은 이 연구로 확보한 기술로 환경호르몬이나 독성·위험 물질을 감지하는 센서 제작에 나설 예정이다.

김기문 IBS 복잡계 자기조립 연구단장은 “마약 검출 방식의 패러다임을 바꿀 연구결과로 학계를 넘어 사회 전반에 영향을 미칠 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 챔(Chem) 9월 29일자 온라인판에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com
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