농도 높으면 오렌지색, 농도 낮으면 초록색
연구 결과, 사이언티픽 리포트에도 게재



  • “아~ 더워, 시원한 탄산음료나 한 캔 할까?”

    “졸린데 캔 커피나 마셔야겠다”

    “나 오늘 또 야근이야, 에너지 음료 마셔야 할 것 같아”


    일상에서 흔히 접할 수 있는 탄산음료, 캔 커피, 에너지 음료 등에는
    [카페인]이 다량 함유돼 있다.

    하지만 음료에 함유된 카페인이
    얼마나 많이 들어있는지 인식하지 못한 채
    일일 섭취제한량을 [넘는] 카페인을 섭취하게 된다.

    [카페인]은 장기간 과다 복용하면
    심각한 중독으로 이어지고
    불면증, 심장박동 이상, 발작 등과 같이 인체에 치명적인 질병을 유발할 수 있다.

    특히 청소년에게는 칼슘 섭취를 방해해
    뼈 성장에 지장을 줄 수도 있다..

    어린이, 임산부 혹은 카페인 알레르기가 있는 사람들에게는 더욱 치명적이다.

    이렇듯 무심코 섭취하게 되는 카페인을
    농도에 따라 신호등 색깔 구분하듯 쉽게 확인할 수 있는
    연구 결과가 발표됐다.

    [싱가포르 국립대학(NUS)] 장영태 교수와 [UNIST] 조윤경 교수 공동 연구팀은
    이 같은 연구결과를 [사이언티픽 리포트(Scientific Reports)]
    7월 23일자 온라인판에 게재했다.

    (논문명 Make Caffeine Visible: a Fluorescent Caffeine “Traffic Light” Detector)

    NUS 장영태 교수 팀은 이번 연구를 통해
    카페인과 결합되면 형광신호가 250배 이상 증가하는
    [형광염료]를 개발해 [카페인오렌지]라 이름 지었다.

    이 형광염료를 카페인 음료에 섞은 후
    초록색 레이저 포인터를 쏘면 농도의 진하기를 쉽게 알 수 있다.

    음료의 카페인 농도가 낮으면 레이져 색이 [초록색] 그대로 보이지만
    카페인의 농도가 높으면 레이져 색이 초록색이 아니라 [오렌지색]을 띈다.

    하지만 커피 등과 같은 음료에는
    카페인 외에도 타르, 유분 등과 같은
    많은 성분들이 포함돼 카페인 형광신호 검출이 쉽지 않았다.





  • 이에 UNIST 조윤경 교수(나노생명화학공학부) 연구팀이
    [랩온어칩] 기술 기반의 [랩온어디스크(Lab-on-a-Disc)]를 활용,
    카페인 추출 및 검출 과정을 자동화함으로써 해결했다.

    [랩온어디스크]는
    회전 가능한 디스크형의 장치로 별도의 펌프 없이
    회전을 통한 원심력만을 이용해
    액체를 정확하고 미세하게 옮기는 것이 가능하다.

    조윤경 교수팀은 카페인을 흡착하는
    미세한 입자 [C4 칼럼]과 음료를 랩온어디스크에 넣고 회전을 가해
    음료에 함유된 카페인을 추출한 후
    [카페인오렌지]와 섞어 카페인 농도를 측정했다.

    조윤경 교수는
    "이번 연구를 통해 수치가 아닌 색깔 구분으로
    보기 쉽게 카페인 농도를 알 수 있어
    카페인 섭취 조절에 도움이 될 것으로 기대한다"고 전했다.

    한편, 조윤경 교수의 랩온어칩 관련 연구는
    미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는
    중견연구자지원사업과 WCU(세계수준 연구중심 대학) 사업 지원으로 수행됐다.