본 연구에서는 산화철-금 복합 나노입자를 합성하고 이 입자의 나노자임 효과를 이용하여 비색법을 통한 고감도 수은 검출에 응용하였다. 다양한 중금속 중 수은은 토양이나 해수에 노출 시 음식물을 통해 체내에 축적되고 중추신경계에 영향을 주며 수은 중독을 유발하므로 손쉬운 검출 방법의 개발이 요구되고 있다. 수은을 쉽게 검출하는 방법 중 나노자임을 이용하는 방법이 있다. 효소와 유사한 활성을 가지는 나노자임은 촉매 역할을 하는 천연 효소를 대체하는 나노 물질 기반의 인공효소로 질병 진단 및 환경 모니터링과 같은 여러 분야에 사용되고 있다. 나노자임을 이용한 수은 검출은 수은 분석기, 원자 흡수 분광 광도계 등과 같은 기존 수은 검출 방법에 비해서, 저렴하고 신속하며 휴대성이 편리하고 전문 지식이 필요하지 않다는 장점이 있다. 수은은 금과 쉽게 합금을 형성하며 금의 표면을 변화시켜서 금의 과산화효소 유사 활성을 증가시킨다. 이로 인해서 산화철-금 복합 나노입자는 수은 검출을 위한 센서로 활용 가능하다.
산화철-금 복합 나노입자는 여러 합성 단계를 거친다. 산화철 나노 클러스터를 용매열 합성 방법으로 합성하고 졸-젤 반응으로 산화철 나노클러스터 표면에 실리카를 코팅하고 APTMS ((3-Aminopropyl)trimethox-ysilane)를 이용하여 표면을 아민기로 개질하였다. 정전기적 인력을 이용하여 그 위에 금 씨드를 부착하였고 성장 용액을 이용하여 금을 쉘 형태로 코팅하였다.
복합체의 코어에 위치한 산화철 나노 클러스터는 외부 자장에 감응하기 때문에 자석을 이용해서 반응에 방해되는 불순물을 제거하고 입자의 농축이 가능하다. 또한 유색 시료로 인한 색상 인식 불가와 같은 문제점을 해결할 수 있다. 실제로 본 연구에서 합성한 산화철-금 복합 나노입자가 수은 검출에 응용이 가능한지 판단하기 위해 인공 소변에 수은 중독에 해당하는 수은의 양을 첨가해서 실험한 결과, 입자를 자석으로 분리하여 불순물이 제거된 농축샘플에서 눈에 띄는 비색 검출 효과가 관찰되었다. 산화철-금 복합 나노입자는 소변과 같은 생체 시료뿐만 아니라 폐수, 식품 등에서도 수은을 검출하는 데 사용될 수 있을 것이다.