코로나 진단 `5분이면 끝`…초고속 PCR 기술 등장

KIST, 광열 나노소재 활용해 검사시간 단축
한 번에 여러 종류 바이러스 구분 가능

한국과학기술연구원(KIST)은 기존 PCR 검사 시간을 5분 내로 대폭 줄이고, 기존과 동등한 진단 성능을 지닌 '초고속 PCR 기술'을 개발했다. 사진은 폴리머 입자 내 광열 효과를 이용한 PCR 온도순환 모식도 KIST 제공

5분 이내에 코로나19 바이러스 감염 여부를 진단할 수 있는 진단키트가 등장할 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 김상경·정승원 박사 연구팀이 광열 나노소재를 활용해 검사 시간을 5분 안으로 줄인 '초고속 PCR(중합효소연쇄반응) 기술'을 개발했다고 5일 밝혔다.

PCR 기술은 DNA 양을 증폭시켜 표적 핵산을 검출하는 분자진단 기술이다. 하지만 표적 유전물질에 대해 60∼95도에서 온도를 올렸다가 냉각하길 반복하며 증폭시키는 온도순환 방식을 쓰다 보니 검사에 최소 1∼2시간이 걸린다.

연구팀은 PCR에 필요한 온도순환을 위해 열판을 쓰는 기존 방식과 달리 빛을 조사하는 즉시 높은 열을 빠르게 내는 '광열 나노소재'를 적용해 검사 시간을 5분 이내로 단축했다. 또한 안정성이 낮아 성능 유지가 어려운 광열 나노소재를 물리적으로 붙잡을 수 있는 고분자 복합체를 제작해 PCR 장치에 적용했다. 특히 하나의 플랫폼에 여러 마이크로 입자를 동시에 활용해 한 번에 여러 종류의 코로나 변이 바이러스를 구분할 수 있게 했다.

김상경 KIST 단장은 "올해 중 소형화해 장소에 구애받지 않고 활용할 수 있는 PCR 장치를 개발할 계획"이라며 "정확한 진단 성능을 가진 PCR의 강점을 그대로 유지하면서 편의성, 현장성, 신속성을 높여 1차 동네의원, 약국, 집 등에서 활용할 수 있게 할 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 'ACS 나노' 온라인에 게재됐다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr