0.5초 만에 세균 오염 확인하는 신기술 개발 [와우! 과학]

[서울신문 나우뉴스]

세균(녹색)에 붙어서 엉키는 다이나비드(검은색). 사진=MIT

겉보기엔 깨끗해 보이는 물이나 채소도 사실은 병원성 세균이 숨어 있을 수 있다. 혈액, 소변, 객담 같은 검체도 마찬가지다. 하지만 그 안에 들어 있는 세균을 배양해서 종류를 확인하는 데 보통 2~3일 정도 시간이 필요하다. 세균 감염이나 오염 정보는 빨리 확인할수록 좋기 때문에 과학자들은 항원 항체 반응을 이용한 신속 진단 시스템을 개발했다. 하지만 병원성 세균의 숫자가 매우 적은 경우 진단이 어려울 수밖에 없다. MIT 로자 타데시 교수와 로힛 카닉은 낮은 농도의 병원성 세균도 빠르고 간편하게 진단할 수 있는 기술을 개발했다.

이들의 연구는 세균이나 세포를 분리하는 제품인 다이나비드(Dynabead)를 응용한 것이다. 1976년 과학자들은 특정 세포를 분리하기 위해 1~5 마이크로미터의 작은 미세 입자에 항체를 입혀 검체와 함께 시험관에 넣었다. 이 입자는 자성을 띄고 있어 자석에 달라붙는다. 따라서 특정 항원을 지닌 세포와 결합한 후 자석에 이끌려 나오기 때문에 농도가 낮아도 분리가 가능하다. 문제는 이렇게 분리한 세균을 배양해 종류를 확인하는데 앞서 설명한 것처럼 시간이 오래 걸린다는 것이다.

연구팀은 라만 분광기를 이용해 이 문제를 극복했다. 병원성 세균에 들러붙은 다이나비드 입자의 라만 분광 신호가 그렇지 않은 다이나비드와 다르기 때문에 이를 감별할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다. 연구팀의 라만 분광기는 살모넬라균이 들어 있는 액체에서 0.5초 만에 오염 여부를 확인했다.

이 기술이 높은 정확도를 지니고 있고 가격이 저렴하다면 세균 오염을 빠르게 확인할 수 있는 신속 검사법으로 유용하게 쓰일 수 있다. 하지만 많은 신기술이 사실 이 장벽을 넘지 못하고 실험실 안에서 사라진다. 라만 분광기와 다이나비드를 이용한 세균 신속 검출 기술이 실험실을 넘어 상용화될 수 있을지 주목된다. 

 

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com