코로나19·독감 등 바이러스 4종 동시 진단 PCR 기기 개발

ETRI 연구진

PCR로 바이러스 유전체를 검출하는 모습. 서홍석 한국전자통신연구원(ETRI) 책임연구원이 4종의 바이러스를 동시에 신속 검사할 수 있는 PCR 기기를 개발했다. ETRI 제공

한국전자통신연구원(ETRI)은 서홍석 진단치료기연구실 책임연구원팀이 최대 4종의 바이러스를 동시에 신속 검사할 수 있는 유전자증폭검사(PCR) 기기를 개발했다고 1일 밝혔다.

신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 유행으로 PCR 검사가 널리 시행되고 있다. PCR 검사는 검체 채취 후 검사 결과 통보까지 수시간이 소요돼 빠르고 적극적인 질병관리 및 대응에는 한계가 있었다.

PCR 기기는 주로 채취된 바이오 시료에서 핵산을 추출하고 PCR로 증폭한 뒤 형광 측정을 통해 질병 감염 여부를 판별한다. 기존 기기에서 다중 형광을 측정하려면 다수의 컬러필터가 필요한데 광원과 카메라 구성이 복잡하고 비싸다는 문제가 있었다.

서 책임연구원팀은 코드 기반 형광 신호 분리 기술을 이용해 컬러필터를 대체했다. 형광 측정 시 특정 코드로 변조된 빛을 쏴 바이러스 유전자 형광 신호를 검출하는 원리다. PCR 기기를 통해 유전자가 분리 및 증폭되면서 형광물질이 유전자에 달라붙는데 이 형광물질에 변조 광원을 조사하면 코드로 변조된 형광 광신호를 낸다.

특정 코드를 활용해 형광을 측정하면 바이러스 변이와 무관하게 높은 정확도로 진단이 가능해진다. 코드의 길이가 길어질수록 진단이 어려운 낮은 농도의 바이러스도 검출할 수 있다. 이 PCR 기기는 4종의 유전자를 동시에 측정할 수 있어 코로나19, 독감 등 호흡기질환 바이러스를 한 번에 진단하는 것도 가능하다. 유전자 분석 시간도 2~3시간에서 40분 이내로 단축할 수 있다.

서 책임연구원은 "다양한 바이러스를 동시에 쉽고 빠르게 분석할 수 있는 유전자 분석 기술로 국민 보건 증진과 함께 스마트 헬스케어 시대를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다. ETRI는 이번에 개발한 기술 관련 6건의 국내외 특허를 출원 완료했고 향후 2건의 특허를 국내와 미국에 출원할 예정이다. 기술 상용화를 위해 바이오센서, 의료진단기기 업체 등에 기술이전도 추진하고 있다.

[이영애 기자 yalee@donga.com]