감염병 바이러스 10분 내 현장 진단
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국내 연구진이 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 등 감염병 바이러스를 10분 이내 현장에서 진단하는 기술을 개발하는 데 성공했다.
KAIST는 정기훈 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 나노종합기술원·오상헬스케어와 공동연구를 통해 감염병 바이러스를 95%의 정확도로 검출하는 초고속·초소형 '플라즈모닉 핵산 분석 시스템'을 개발하고 연구결과를 국제학술지 'ACS 나노'에 게재했다고 11일 밝혔다.
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국내 연구진이 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 등 감염병 바이러스를 10분 이내 현장에서 진단하는 기술을 개발하는 데 성공했다.
KAIST는 정기훈 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 나노종합기술원·오상헬스케어와 공동연구를 통해 감염병 바이러스를 95%의 정확도로 검출하는 초고속·초소형 ‘플라즈모닉 핵산 분석 시스템’을 개발하고 연구결과를 국제학술지 ‘ACS 나노’에 게재했다고 11일 밝혔다.
연구팀이 개발한 시스템은 광열 나노소재 기반 초고속 플라즈모닉 열 순환기, 미세 유체 랩온어칩 기반 금속 박막 카트리지, 초박형 마이크로렌즈 어레이 형광 현미경 등으로 구성됐으며 손에 잡히는 소형 크기로 개발됐다.
`플라즈모닉 열 순환기'는 나노 및 마이크로공정기술을 통해 유리 나노 기둥 위 금나노섬 구조와 백금박막 저항 온도센서를 결합해 대면적으로 제작됐다. 이 나노구조는 가시광선 전 영역에서 광 흡수율이 매우 높아 백색광 다이오드(LED)의 빛을 빠르게 열로 치환해 온도상승 속도를 대폭 향상했다. 상단에 있는 박막 저항 온도센서를 통해 실시간으로 표면 온도를 측정함으로써 초고속 열 순환 기능을 구현했다.
또 연구팀은 플라스틱 미세 유체 칩과 알루미늄 박막을 결합해 `금속박막 카트리지'를 개발해 값비싼 나노소재의 재사용률을 높이고 비용 효율을 극대화했다.
연구팀이 개발한 '플라즈모닉 핵산 분석 시스템'은 코로나19 바이러스를 10분 이내 95% 이상의 높은 정확도로 검출하는 것으로 확인됐다.
정기훈 교수는 “이번에 개발한 시스템은 속도, 가격, 크기 측면에서 현장 진단에 매우 적합하다”며 “다중이용시설이나 지역 병원 등 방역 현장에서 바이러스 검출 목적으로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
[윤영혜 기자 yyh@donga.com]
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