[로이슈 전여송 기자] 고려대학교 전기전자공학부 채빌리 교수와 이화여자대학교 환경공학과 손아정 교수 공동 연구팀이 전압감응형 염료와 전기장을 이용해 살아있는 미생물 세포와 죽은 세포를 구별하는 형광 기반 검출법을 개발했다고 10일 밝혔다.

이번 연구는 미생물의 활성 상태를 확인하는 데 24시간 이상 걸리던 기존 방식의 한계를 보완하기 위한 것이다. 생명공학 분야에서는 미생물의 대사 과정을 화학물질이나 의약품 생산 등에 활용하고 있어 살아있는 세포의 상태를 확인하는 기술이 필요하다.

기존 신속 검출 방법은 주로 유전체 정보나 대사 산물을 활용해 미생물의 생존 여부를 구별하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 살아있는 미생물이 가진 세포막전위 신호 변화와 외부 전기장에 대한 반응을 이용했다.

연구팀에 따르면 외부에서 전기장을 가하면 살아있는 세포가 전기 자극에 반응해 전압감응형 염료인 ‘diS-C3-(5)’를 세포 안으로 이동시키거나 밖으로 방출한다. 연구팀은 이 과정에서 나타나는 형광 신호 변화를 측정해 미생물의 활성 상태를 구분했다.

연구팀은 외부 전기장을 가하면서 형광 신호 반응을 실시간으로 측정할 수 있는 분석 장치도 개발했다. 이를 활용해 고농도 양이온이 존재하는 수돗물 환경 시료에서도 살아있는 박테리아를 검출하고 수량이나 농도를 측정하는 정량 성능을 확인했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘Biosensors & Bioelectronics’ 온라인판에 지난달 23일 게재됐다. 논문명은 ‘Live bacterial specific fluorescence quantification via switchable exogenous electric field induced change in membrane potential’이며, 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.

채빌리 고려대학교 전기전자공학부 교수는 “살아있는 미생물 모니터링 기술의 한계는 관련 산업과 연구 발전을 저해하는 요인이 되어 왔다”며 “이번에 개발된 분석법은 살아있는 미생물 기반 기술과 이를 모니터링하는 기술 간의 격차를 해소하는 데 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr