한국화학연구원이 12일 코로나19 백신이 저온에서 안전하게 보관·유통됐는지 눈으로 확인할 수 있는 온도변화 감지장치가 개발했다고 밝혔다.
현재 코로나19 백신은 아스트라제네카와 화이자, 모더나, 얀센 등이다. 이중 화이자와 모더나 백신은 각각 영하 70도와 20도 등 저온에서 보관해야 한다.
그동안 백신이 영하의 온도에서 보관·유통됐는지 직관적으로 확인할 수 있는 방법이 없었지만 화학연 박제영·오동엽·황성연 박사팀이 백신병 옆에 특정화합물을 담은 용기를 붙여 이를 확인 가능하게 하는 간단한 장치를 개발했다.
연구팀이 활용한 물질은 에틸렌글리콜과 물을 섞은 물질이다. 이 물질은 자동차 엔진의 과열을 막아주는 냉각수로도 많이 쓰인다.
녹는점이 영하 69도로, 영하 69도 이하에서는 고체 상태를 유지하지만 그 이상의 온도에서는 녹기 시작한다. 연구팀은 이 물질의 상태를 눈으로 확인할 수 있도록 색소를 넣고, 색소가 번지는 걸 볼 수 있는 하얀 펄프 가루를 그 밑에 흡착제로 넣었다.
물질이 영하 69도 이상의 온도에 노출돼 고체에서 액체로 변하면 액체가 화합물 밑의 펄프 가루에 스며들면서 사인펜 색이 젖은 종이에 번지듯 색깔이 번지기 시작한다.
영하 70도 정도의 극저온에서 보관해야 하는 화이자 백신에 적용하면 영하 60도 이상 노출시 5분 이내에 색이 번지고, 상온(영상 20도)에 노출되면 2분 이내에 변화를 감지할 수 있다.
권장온도보다 높은 온도에 노출된 시간이 길어질수록 색이 더 많이 번져 손쉽게 노출 정도를 알 수 있다.
에틸렌글리콜 대신 다른 화합물 ‘수크로오스(d-sucrose)’와 물을 섞으면 영하 20도에서 보관해야 하는 모더나 백신에 적용할 수 있다.
연구팀은 유통이나 사용 과정에서 불가피하게 상온에 짧게 노출될 때는 색이 번지지 않도록 화합물의 비율을 설정했다. 권장온도 이상에서 2분 이상 노출되었을 때만 색이 번지도록 한 것이다.
에틸렌글리콜을 40%, 물을 60%의 비율로 섞으면 온도가 영하 69도보다 올라가도 고체가 바로 액체로 변하지 않고 고체와 액체가 섞여 있는 상태가 일정기간 지속되기 때문에 짧은 시간의 온도 변화로는 색이 번지지 않는다.
특히 이 장치는 상온에 노출된 후 다시 극저온에 두어도 원래 상태로 돌아가지 않기 때문에 원천적으로 조작이 불가능하다.
연구팀은 원천특허를 확보한 상태이며 향후 상용화를 위한 후속 연구를 지속할 계획이다.
박제영 박사는 “본 연구성과를 통해 백신이 안전한 온도에서 보관되었는지 확인할 수 있을 것으로 기대된다”며 “아직 상용화되기 위해서는 온도 조절 등 해결해야 할 문제가 있지만, 해당 아이디어가 빠르게 적용될 수 있도록 백신 취급 및 운송 기업과 긴밀하게 협력하겠다”고 밝혔다.
