공기에 떠다니는 바이러스 빠르게 측정하는 기술 나왔다

2020.08.31 12:07
UNIST연구팀 H1N1 인플루엔자바이러스 실험도 성공..."코로나에도 적용 기대"
논문 제1저자인 죠티 바하드와지 UNIST 연구원과 김명우 연구원이 연구실에서 포즈를 취했다. UNIST 제공
논문 제1저자인 죠티 바하드와지 UNIST 연구원과 김명우 연구원이 연구실에서 포즈를 취했다. UNIST 제공

공기중에 떠다니는 바이러스를 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 센서 기술이 개발됐다. 인플루엔자 바이러스를 대상으로 우수한 검출 능력을 확인해 독감 예방에 도움이 될 것으로 기대된다. 연구팀은 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19, 코로나19) 바이러스에도 적용이 가능할 것으로 보고 연구를 계속할 계획이다.


울산과학기술원(UNIST)은 장재성 기계공학과 교수와 죠티 바하드와지 연구원, 김명우 연구원팀이 전기장을 이용해 공기 중 바이러스를 농축한 뒤 그 양을 빠르게 측정할 수 있는 종이센서 키트를 개발했다고 31일 밝혔다. 


바이러스는 침방울(비말)에 포함된 뒤 멀리 전파된다. 특히 작은 침방울에 포함된 바이러스는 공중에 오래 떠 있을 수 있고, 때로는 바이러스 입자 자체가 공기중에 떠오른 채 먼 거리를 이동하기도 한다. 현재 세계적 문제로 떠오른 코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2) 역시 공기에 뜬 채 먼 거리로 전파될 수 있다는 사실이 세계보건기구(WHO)에 의해 공식 확인된 상태다.


장 교수팀은 이 같이 공기 중에 떠다니는 바이러스를 빠르게 진단할 수 있는 기술을 개발했다. 먼저 마치 바이러스를 채집하듯 공기 중 침방울 입자나 바이러스 입자를 농축하는 기술을 개발했다. 기존에는 진공청소기처럼 압력을 이용해 입자를 가속한 뒤 액체나 고체 물질에 충돌시켜 채집하는 방식을 썼지만, 0.03~0.1㎛(마이크로미터, 1㎛는 100만 분의 1m) 크기의 작은 입자는 10%도 채집하지 못하는 등 기능에 제한이 있고 채집 과정에서 바이러스가 손상되는 단점이 있었다.


연구팀은 전기장을 이용해 바이러스를 빠르고 손상 없이 채집하는 기술을 개발했다. 큰 침방울 외에 1 ㎛보다 작은 크기를 갖는 미세한 바이러스도 99%까지 손상 없이 채집이 가능하다. 


여기에 두 단백질이 서로 열쇠와 열쇠구멍처럼 맞춤형으로 결합하는 항원과 항체 반응을 이용한 농도 검사 기술을 덧붙여 바이러스 양을 측정할 수 있는 바이러스 진단 키트를 개발했다. 종이에 여러 가지 바이러스 항체를 심은 뒤 농축된 바이러스에 노출시켜 결합도를 검사하는 방식이다.

연구를 주도한 장재성 UNIST 교수는 ″이 기술을 코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스-2에도 응용할 수 있을 것″이라고 기대했다. UNIST 제공
연구를 주도한 장재성 UNIST 교수는 "이 기술을 코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스-2에도 응용할 수 있을 것"이라고 기대했다. UNIST 제공

연구팀이 독감을 일으키는 A형 H1N1 인플루엔자 바이러스를 대상으로 실험한 결과 시간이 오래 걸리는 대신 정확도가 높은 바이러스 정량 검사법인 유전자증폭검사(qPCR) 수준으로 정확도도 높았다.


장 교수는 “더 많은 공기를 뽑아들이는 농축장치 후속연구를 진행하고 있다” 며 “비슷한 구조와 크기를 지니고 외피를 가진 코로나바이러스에도 사용이 가능할 것으로 기대한다”라고 말했다.
이번 연구 결과는 환경공학 분야 국제학술지 ‘환경과학기술’ 24일자에 발표됐다. 

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