▲ 한국생명공학연구원 전경.

국내 연구진이 현장에서 휴대전화로 신속 정확한 코로나19 감염 여부를 진단할 수 있는 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터 강태준 박사 연구팀이 표적 유전자만 정확하게 검출해 스마트폰 앱으로 코로나19 감염 여부를 현장서 쉽고 빠르게 진단할 수 있는 바이오센서를 개발했다고 20일 밝혔다.

감염병 진단에는 PCR(중합효소 연쇄 반응) 검사가 표준으로 활용되고 있지만 많은 시간과 장비, 전문인력 등이 필요하여 현장 진단기술로 활용하기에는 한계가 있다.

또 신속성과 편리성을 갖춘 항원·항체 반응 진단법이 현장에서 널리 이용되고 있지만 정확성이 높지 않은 단점이 있다.

이에 따라 별도의 온도 조절 장치가 있어야 하는 PCR 기술의 보완책으로 등온 핵산 증폭 기술(INAAT)이 주목받고 있으며, 차세대 분자진단 기술로 유전자가위 기반의 다양한 진단기술들이 속속 개발되고 있다.

강태준 박사팀은 등온 핵산 증폭 기술인 LAMP(고리 매개 등온 증폭법)와 크리스퍼 유전자가위 기술을 결합해 별도의 유전자 추출이나 증폭 없이도 표적 유전자를 신속 정확하게 검출할 수 있는 바이오센서를 개발했다.

이어 개발한 센서를 기반으로 3D 프린팅 기술을 활용해 소형 디바이스를 제작, 현장에서 1시간 이내에 신속하고 정확하게 감염 여부를 확인할 수 있도록 했다.

또 머신러닝 기반의 스마트폰 앱을 함께 개발해 채취된 검체의 비색 반응을 분석, 바이러스의 농도를 빠르고 쉽게 정량화해 분석할 수 있게 했다. 미량의 바이러스도 검출할 수 있어 무증상 환자나 초기의 경증 환자도 진단이 가능하다.

개발된 센서는 실제 코로나19 감염자를 대상으로 한 테스트에서 100%의 민감도와 특이도를 보였다.

이번 연구결과는 바이오센서 분야 국제저널인 'ACS 나노(IF 18.027)' 온라인판에 지난달 23일자로 게재됐다. 논문명 Smartphone-Based SARS-CoV-2 and Variants Detection System using Colorimetric DNAzyme Reaction Triggered by Loop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP) with Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)

교신저자 생명연 강태준 박사, 제1저자 생명연 송자연·광주과학기술원 차백동 박사 

연구책임자인 강태준 박사는 "바이오센서 기술과 유전자 가위 기술, AI 기술을 융합해 코로나 바이러스를 현장에서 신속하고 민감하게 검출할 수 있는 휴대용 진단기기를 개발했다"며 "향후 제품화를 통해 다양한 신·변종 감염병 진단에 활용할 계획"이라고 말했다.

충청비즈  cbiz0419@naver.com

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