작성일 : 20-09-01 20:56
장재성 UNIST 교수팀, 바이러스 검출 시스템 선보여 , 공기 중 전파되는 코로나, 측정기술로 '2차 감염' 막는다
 글쓴이 : happy
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바이러스 농도 측정 모식도(개발된 시스템의 구조). <사진=UNIST 제공 >
공기 중 떠다니는 바이러스양을 효과적으로 측정하는 기술이 개발됐다. 바이러스양을 정확하고 빠르게 알 수 있어 방역과 같은 의료·공공안전 분야에 도움될 것으로 기대된다. 

UNIST(총장 이용훈)는 장재성 기계공학과 교수팀전기적 힘(전기장) 기반 공기 중 바이러스 농축 장치와 농축된 바이러스 측정 '종이 센서키트'로 구성된 바이러스 검출 시스템을 개발했다고 31일 밝혔다. 

해당 시스템은 비말뿐 아니라 1미크론(1㎛는 100만 분의 1m) 미만의 작은 바이러스 입자도 채집할 수 있으며, 바이러스를 훼손시키지 않는 방식이라 측정 정확도가 높다. 즉각적으로 반응하는 면역 센서를 이용해 채집된 바이러스를 검사하기에 진단 속도 또한 빠르다. 

기존 공기 중 바이러스 채집 방식은  채집 가능한 입자 크기에 한계가 있었으며, 그 과정에서 바이러스가 손상됐다. 또 바이러스를 검사하는 PCR의 경우 검사 시간이 오래 걸린다는 한계가 있었다. 

연구진은 정전기력을 이용해 공기 중 바이러스를 효율적으로 채집하고, 면역 반응(항원-항체 반응)을 통해 빠르게 검사 할 수 있는 시스템을 개발했다. 이 방식은 10㎛이상의 크기부터 1㎛ 미만의 작은 입자도 효과적으로 채집할 수 있다. 또 채집과정에서 입자가 용액에 부딪혔을 때의 충격이 작다. 덕분에 살아있는 바이러스를 더 많이 채집할 수 있어 검사 신뢰성이 높다. 채집된 샘플은 가볍고 저렴한 종이 면역 센서를 이용해 검사하는데, 임신 진단키트처럼 신속하게 바이러스를 검출하며 그 정확도는 유전자 증폭 검사(qPCR) 수준에 이른다. 

장재성 교수"입자를 가속시킨 뒤 고체 배지나 액체에 충돌시켜 바이러스를 채집하는 '관성 충돌 방식'은 0.03~0.1㎛의 미세한 입자는 10%도 못 잡지만, 이번에 개발된 방식은 1㎛ 미만의 입자도 99% 이상 잡아낼 수 있다"고 설명했다.

연구팀은
개발한 시스템을 이용해 A형 독감 바이러스(A H1N1) 측정 실험을 진행했다. 바이러스 채집 효율은 상용화된 시스템보다 높고, 바이러스 핵단백질의 항원-항체 반응을 이용하는 센서 정확도도 qPCR 수준으로 정확했다. 센서의 최소측정 가능농도 (minimum detectable virus concentration)도 낮아, 독감 유행기에 존재하는 공기 중 미량의 바이러스도 잡아낸다. 

장재성 교수
"이번 연구는 비록 신종인플루엔자 바이러스(H1N1)에 대해서만 이루어졌지만 비슷한 크기와 구조, 같은 외피를 가진 코로나바이러스에 대해서도 사용 가능하다"며 "현재 더 많은 공기를 뽑아들 일수 있는 농축 장치에 관한 연구가 진행 중"이라고 전했다. 

이번 연구는 환경공학 분야 세계적인 저널
'환경과학기술(Environmental Science & Technology)' 온라인에 지난 24일 자로 게재됐다. 연구수행은 한국연구재단(NRF)과 과학기술정보통신부 지원을 받아 이뤄졌다.