임시선별소에서 30분 이내에 PCR로 코로나19 진단 기술 나왔다

2021.04.05 23:21
재료硏, 3차원 광증폭 나노소재 기술 적용 센서 개발
한국재료연구원 제공
박성규 한국재료연구원 나오바이오융합연구실 책임연구원이 이끄는 연구팀이 개발한 바이러스 신속 진단 센서. PCR(유전자 증폭)을 이용해 정확도는 95% 이상으로 높였고, 30분 이내 짧은 시간에 결과를 알 수 있다. 한국재료연구원 제공

임시선별소에서 PCR(유전자 증폭)을 이용해 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 확진 여부를 30분 안에 95% 이상 정확도로 진단하는 기술이 개발됐다. 한 번에 서로 다른 바이러스를 8종 이상 검출할 수 있는 점도 특징이다. 


박성규 한국재료연구원 나오바이오융합연구실 책임연구원이 이끄는 연구팀은 자체 개발한 센서를 이용해 급성 폐렴을 유발하는 박테리아(세균) 4종과 감기를 일으키는 코로나바이러스 4종 등 병원체 8종을 30분 이내에 진단하는 데 성공하고 국제학술지 ‘바이오센서&바이오일렉트로닉스’ 3월 19일자 온라인판에 공개했다. 


연구팀은 이를 위해 3차원 광증폭 나노소재 기술을 이용했다. 바이러스의 특정 유전자와 같은 단백질 분자의 광신호를 수백 배 이상 증폭시킬 수 있는 3차원 금 나노기판을 만들고, 여기에 유전자 증폭이 일어나도록 37도를 유지하는 등온 기술을 결합했다. 


연구팀이 개발한 센서는 휘어지는 투명한 기판에 작은 점이 찍힌 형태로, 점 하나가 바이러스 하나를 검출한다. 연구팀은 이 점에 바이러스의 특정 유전자를 인식하는 프라이머(특정 유전자 합성의 시작점이 되는 짧은 유전자 서열)를 부착해 바이러스를 정확히 인식하도록 만들었다. 


검사법도 간단하다. 면봉으로 검체를 채취한 뒤 특수 용액에 넣으면 바이러스의 막이 녹아내려 내부 유전자가 용액에 노출되고, 스포이트로 센서의 점에 이 용액을 한 방울 떨어뜨리면 된다. 양성인 경우 붉은색이 진하게 나타난다.  


박 책임연구원은 “코로나19 바이러스로도 시험한 결과 30분 내에 감염 여부를 95% 이상 정확도로 확인하는 데 성공했다”며 “조만간 삼성서울병원과 공동으로 100명을 대상으로 임상시험을 진행할 계획”이라고 말했다. 


이 기술은 PCR을 사용하는 방식이어서 자가진단키트에 활용되기 보다는 의료진이 질병 감염 여부를 정확히 확진하는 데 유용하다. 박 책임연구원은 “의료진이 사용하는 질병 확진용 의료기기로 상용화할 계획”이라며 “이르면 내년 상용화를 목표로 하고 있다”고 말했다. 

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