금속 나노 기판으로 코로나 5분내 진단 기술 개발

카이스트 정기훈 교수 연구팀
검사 현장 서 빠른 진단 기대

국내 연구진이 금속 나노 기판으로 코로나19 감염 여부를 5분 이내로 알 수 있는 기술을 개발했다.

카이스트(KAIST·한국과학기술원)는 정기훈(사진 오른쪽) 교수(바이오·뇌공학) 연구팀이 금속 나노 구조 기판을 이용해 바이러스를 실시간으로 진단할 수 있는 유전자 분석 방법인 ‘중합효소연쇄반응(PCR)’ 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이 기술은 나노 플라즈모닉 구조(빛의 파장보다 작은 크기의 금속 나노 구조)의 기판을 이용해 소량의 검체를 신속하게 증폭하는 방법으로 바이러스를 단시간 내에 검출할 수 있다. 연구팀은 가시광선 영역에서 높은 광 흡수율을 갖는 나노 플라즈모닉 기판에 백색 발광다이오드(LED)를 쪼여 기판의 온도를 유전자 증폭에 필요한 60도에서 98도까지 자유자재로 변화시키는 데 성공했다. 또 진공 유체 칩을 결합해 유전자 증폭 과정 동안 발생하는 미세기포를 제거해 효율을 높였다.

연구팀은 이 기술을 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2) 플라스미드 DNA를 91%의 증폭 효율로 검출해내는 데 성공했다. 검출시간은 5분 이내로, 1시간가량 걸리는 기존 ‘역진사 중합효소연쇄반응(RT-PCR)’ 방식에 비해 매우 빠르고 증폭 효율도 높다.

연구팀은 “고가의 대형 장비 없이 초소형 분자기기를 이용해 유전자를 검출할 수 있는 ‘랩온어칩’(Lap-on-a-chip·칩 위의 실험실) 기술로, 다중이용시설이나 병원 등 방역 현장에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구 결과는 미국화학회(ACS)가 발행하는 저명한 국제저널 ‘ACS 나노’ 최신호(지난달 19일)에 게재됐다.

대전=강은선 기자 [e-mail]