※ 세부 내용은 링크 참고 부탁드립니다.

 - 모래·토양 섞인 시료도 전처리 없이 오염물 분석
 - 회수 가능한 액적 활용해 PFAS·의약물질 검출 입증
 - 환경 감시·식품 안전·의약 분석 자동화 기술 기대

▶ 환경 오염물질 분석은 보통 시료를 거르고, 분리하고, 농축하는 복잡한 전처리 과정을 거쳐야 한다.
특히 물에 모래, 토양, 음식물 찌꺼기 같은 고형물이 섞여 있으면 분석 정확도가 떨어지고, 고형물을 거르면 정작 검출해야 할 미량 오염물질이 함께 사라지는 문제가 있었다.

○ 최근 국내 연구진이 이를 해결했다. 한국화학연구원(원장 이영국) 김주현 박사 연구팀은 충남대학교(총장 김정겸) 유재범 교수 연구팀과 함께,
고형물이 섞인 시료에서도 별도 전처리 없이 오염물질을 바로 추출·분석할 수 있는 미세유체 기반 분석 장치를 개발했다.

▶ 우리가 일상에서 사용하는 물이나 식품, 환경 시료에는 눈에 보이지 않는 미량 오염물질이 포함될 수 있다. 이를 정확히 측정하려면
시료 속에서 목표 물질만 골라 농축하는 ‘전처리’가 필수다. 기존에는 액체-액체 추출법(LLE)이 널리 사용됐지만, 많은 용매가 필요하고 자동화가 어렵다는 한계가 있었다.

○ 이를 개선하기 위해 ‘액체-액체 미세추출(LLME)’ 기술이 개발됐으나, 시료에 고형물이 섞이면
고형물 제거를 위한 여과 과정이 반드시 필요해 실효성이 떨어졌다. 특히 토양 오염수, 하천 퇴적물, 식품 슬러리 등 실제 환경 시료에는 적용이 쉽지 않았다.

○ 기존 기술들은 대부분 ‘고형물 제거 → 추출 → 분석’의 다단계 구조였고, 이 과정에서 시간·비용 증가와 함께 분석 신뢰성 저하가 발생했다는 점이 핵심 한계였다.
이러한 문제는 환경 오염 감시, 식수 안전 관리, 의약품 잔류물 분석 등 국민 생활과 밀접한 분야에서 정확하고 신속한 분석을 어렵게 만드는 요인으로 작용해 왔다.

▶ 연구팀은 오염물질을 담는 소량의 추출 액적을 미세 칩 내부에 가둔 뒤 다시 회수할 수 있는 구조의 미세유체 장치를 고안해 이를 해결했다.

○ 이는 흐르는 물 옆에 작은 스펀지를 붙여 물속의 색소만 스며들게 한 뒤 스펀지를 떼어내 분석하는 방식과 유사하다.
시료는 계속 흐르나, 추출용 액적은 제자리에 머물면서 오염물질만 빠르게 흡수한다. 고형물은 채널을 따라 흘러가므로 막힘이나 간섭이 발생하지 않는다.

○ 연구팀은 이 장치를 이용해, 최근 유럽에서 환경 문제 물질로 규제받기 시작한 과불화화합물(PFAS)과
항경련제 성분인 카바마제핀(CBZ)을 실제로 검출하는 데 성공했다. 특히 모래가 섞인 슬러리 시료에서도 여과 과정 없이 한 번에 추출이 가능함을 입증했다.

○ 실험 결과, PFAS는 5분 이내에도 분석 신호가 검출됐으며, 슬러리 시료에서 추출한 카바마제핀은
고성능 액체크로마토그래피(HPLC) 분석을 통해 명확히 확인됐다. 이는 기존 전처리 기반 분석 대비 단계 수를 크게 줄이면서도 분석 신뢰도를 유지할 수 있음을 의미한다.