"검체 로봇으로 채취부터 진단까지 40분 이내"

기계연, 비대면 채취로봇 고속 분자진단 시스템
소량 검체만 반복 가열·냉각...진단 시간 단축

한국기계연구원은 의료현장에서 로봇을 이용해 비대면으로 검체 채취부터 진단까지 40분 이내 수행할 수 있는 '비대면 검체 채취로봇 일체형 고속 전자동 분자진단 시스템'을 개발했다. 기계연 제공

국내 연구진이 의료현장에서 로봇을 이용해 비대면으로 코로나19 등 검체 채취부터 진단까지 40분 이내 수행할 수 있는 통합시스템이 나왔다.

한국기계연구원은 이동규·서준호 박사 연구팀이 비대면으로 로봇을 통해 검체를 채취하고, 이를 전자동으로 고속으로 분자 진단할 수 있는 '검체 채취 로봇 일체형 고속 전자동 분자진단 시스템'을 개발했다고 3일 밝혔다.

이 시스템은 연구팀이 개발한 비대면 검체 채취 로봇의 검체 채취 기술을 고도화한 것으로, 고속 분자진단 장비와 연동해 검체의 유전자 추출 전처리 기술과 고속 유전자증폭 기반 실시간 PCR 기술 등을 통합했다.

코로나19와 같은 신변종 감염병에 대응하려면 의료 현장에서 신속하고 정밀한 분자진단이 필요하다. 하지만 대면 검체 채취, 이송, 분자 진단까지 대략 6∼12시간이 소요된다. 또한 기존 분자 진단장비로 분석 결과를 얻기까지 1∼2시간 가량이 걸린다.

이를 위해 나노입자를 이용한 광열 기반 고속 열주기 기술, 미세유체를 이용한 고속 열주기 기술 등이 개발됐으나, 실시간 정량 분석이 어렵고 칩 소재 제조 단가도 비싸 현장에 적용하기 어렵다.

연구팀은 소량의 검체를 반복적으로 가열·냉각해 유전자를 증폭하는 새로운 고속 열주기 기술을 적용해 9∼20분 이내 실시간 PCR 분석 결과를 얻었다. 가령, 박테리아 DNA는 25분, 코로나바이러스 RNA는 40분 이내 검체 채취부터 분자 진단이 가능하다.

이 시스템은 비대면 검체 채취 후 검체 정량 주입, 유전자 추출 전처리, 고속 분자진단 등 모든 과정이 전자동으로 이뤄져 현장에서 비숙련자도 쉽게 사용할 수 있다.

이동규 기계연 박사는 "통합 시스템은 선별진료소, 공항, 응급환경 등 의료 현장에서 활용할 경우 신변종 감염병 확산을 신속히 사전 예방할 수 있다"고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr