임시선별소에서 30분 이내에 PCR로 코로나19 진단 기술 나왔다

재료硏, 3차원 광증폭 나노소재 기술 적용 센서 개발

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. 

[이현경 기자 uneasy75@donga.com]