삼성서울병원 연구팀 공동, 급성 호흡기 감염병 8종 유전자 현장 진단
국내 연구진이 나노 소재를 기반으로 4시간이 걸리던 코로나19 검사 시간을 30분 내로 줄이는 기술을 세계 최초로 개발했다.
한국재료연구원(KIMS)은 나노바이오융합연구실 박성규·정호상 박사 연구팀이 삼성서울병원 의공학연구센터 이민영·우아영 박사 연구팀과 함께 급성 호흡기 감염병을 일으키는 8종의 유전자(박테리아 4종, 바이러스 4종)를 30분 이내에 진단할 수 있는 ‘현장형 유전자 PCR기술’을 세계 최초로 개발했다고 6일 밝혔다.
PCR(Polymerase Chain Reaction)은 표적 핵산을 증폭 및 검출하는 검사법으로 알려졌다.
현재 사용 중인 코로나19(COVID-19) 바이러스 진단기술은 현장 분석이 불가능해 시료 채취 후 확진까지 4시간 이상이 소요돼 감염자의 조기 격리가 어려운 단점이 있다. 연구팀은 이런 문제점을 해결하기 위해 세계 최초로 분자 광신호를 수백 배 이상 증폭시킬 수 있는 3차원 금 나노기판 상에 등온 PCR기술을 융합시켜 섭씨 37도의 항온 유지만으로 30분 이내에 호흡기 감염 병원체 유전자를 검출하는 데 성공했다. 또한 하나의 칩만으로 폐렴구균, 인플루엔자균, 코로나바이러스 229E 등 4종의 박테리아와 4종의 바이러스 유전자를 동시에 분석할 수 있는 3차원 어레이 센서도 함께 개발했다.
연구팀이 개발한 ‘급성 호흡기 감염병 현장 다중진단기술’은 비인두용 면봉으로 채취한 감염자의 임상 샘플에 대해서도 유효성이 확인됐다. 연구진은 향후 코로나19 감염자에 대한 대규모 임상시험을 통해 의료기기의 신뢰성을 확인하고 식약처의 인·허가를 진행할 예정이다. 재료연구원의 3차원 광증폭 나노소재 기술은 이미 우리나라와 미국, 중국에 특허 등록이 된 상태이며, 현장형 신속 유전자 검출기술은 삼성서울병원과 공동으로 국내 특허를 출원했다.
재료연구원 박성규 책임연구원은 “호흡기 감염 병원체의 초고감도 유전자 진단이 가능한 핵심 나노소재를 개발했다”며 “삼성서울병원과 국내 진단기기 업체와의 융합연구를 통해 현장형 분자진단기기의 조기 상용화를 자신한다”고 했다.
이정환 원장은 “한국재료연구원은 현재 확보 중인 3차원 고감도 나노바이오 원천소재를 통한 호흡기 감염병 현장진단 기술 및 초고감도 마약검출 센서 기술 등의 조속한 상용화를 위해 지속적인 지원을 아끼지 않고 있다”며 “연구성과가 국민 삶의 질 향상과 안전한 사회 구현으로 이어질 수 있도록 계속해서 최선을 다하겠다”고 했다.
이번 연구는 재료연구원 주요사업과 과학기술정보통신부 선도연구센터 사업, 산업통상자원부 산업기술 알키미스트 프로젝트 사업의 지원을 받아 수행했으며, 분석화학 분야 최고 저널인 바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스지에 게재됐다.
이은수기자 eunsu@gnnews.co.kr
한국재료연구원(KIMS)은 나노바이오융합연구실 박성규·정호상 박사 연구팀이 삼성서울병원 의공학연구센터 이민영·우아영 박사 연구팀과 함께 급성 호흡기 감염병을 일으키는 8종의 유전자(박테리아 4종, 바이러스 4종)를 30분 이내에 진단할 수 있는 ‘현장형 유전자 PCR기술’을 세계 최초로 개발했다고 6일 밝혔다.
PCR(Polymerase Chain Reaction)은 표적 핵산을 증폭 및 검출하는 검사법으로 알려졌다.
현재 사용 중인 코로나19(COVID-19) 바이러스 진단기술은 현장 분석이 불가능해 시료 채취 후 확진까지 4시간 이상이 소요돼 감염자의 조기 격리가 어려운 단점이 있다. 연구팀은 이런 문제점을 해결하기 위해 세계 최초로 분자 광신호를 수백 배 이상 증폭시킬 수 있는 3차원 금 나노기판 상에 등온 PCR기술을 융합시켜 섭씨 37도의 항온 유지만으로 30분 이내에 호흡기 감염 병원체 유전자를 검출하는 데 성공했다. 또한 하나의 칩만으로 폐렴구균, 인플루엔자균, 코로나바이러스 229E 등 4종의 박테리아와 4종의 바이러스 유전자를 동시에 분석할 수 있는 3차원 어레이 센서도 함께 개발했다.
연구팀이 개발한 ‘급성 호흡기 감염병 현장 다중진단기술’은 비인두용 면봉으로 채취한 감염자의 임상 샘플에 대해서도 유효성이 확인됐다. 연구진은 향후 코로나19 감염자에 대한 대규모 임상시험을 통해 의료기기의 신뢰성을 확인하고 식약처의 인·허가를 진행할 예정이다. 재료연구원의 3차원 광증폭 나노소재 기술은 이미 우리나라와 미국, 중국에 특허 등록이 된 상태이며, 현장형 신속 유전자 검출기술은 삼성서울병원과 공동으로 국내 특허를 출원했다.
재료연구원 박성규 책임연구원은 “호흡기 감염 병원체의 초고감도 유전자 진단이 가능한 핵심 나노소재를 개발했다”며 “삼성서울병원과 국내 진단기기 업체와의 융합연구를 통해 현장형 분자진단기기의 조기 상용화를 자신한다”고 했다.
이정환 원장은 “한국재료연구원은 현재 확보 중인 3차원 고감도 나노바이오 원천소재를 통한 호흡기 감염병 현장진단 기술 및 초고감도 마약검출 센서 기술 등의 조속한 상용화를 위해 지속적인 지원을 아끼지 않고 있다”며 “연구성과가 국민 삶의 질 향상과 안전한 사회 구현으로 이어질 수 있도록 계속해서 최선을 다하겠다”고 했다.
이번 연구는 재료연구원 주요사업과 과학기술정보통신부 선도연구센터 사업, 산업통상자원부 산업기술 알키미스트 프로젝트 사업의 지원을 받아 수행했으며, 분석화학 분야 최고 저널인 바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스지에 게재됐다.
이은수기자 eunsu@gnnews.co.kr
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