국내 연구진이 코로나19 등 바이러스를 신속·정확하게 검출할 수 있는 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 나노 플라즈모닉 구조를 통해 빠른 열 순환 및 실시간 정량 분석이 가능한 초고속 실시간 중합효소연쇄반응(PCR) 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.
최근 코로나19를 포함한 바이러스의 확산을 방지하기 위해 신속하고 정확하게 바이러스를 검출하는 기술의 필요성이 대두돼 왔다.
그중 가장 표준화된 코로나19 진단법은 ‘역전사중합효소연쇄반응’(RT-PCR)으로 내부 유전물질인 RNA를 상보적 DNA로 역전사한 후 타겟 DNA를 증폭해 형광 프로브로 검출하는 방법이다.
그러나 높은 민감도와 정확도에 비해 검출 시간이 길고 고가의 대형장비를 갖춘 장소로 운송한 후 진단하는 등 실시간 현장 대응 한계가 있어왔다.
연구팀이 개발한 실시간 나노 플라즈모닉 PCR은 높은 광 흡수율을 갖는 나노 플라즈모닉 기판에 진공 설계된 미세 유체칩을 결합해 소량의 검체를 신속하게 증폭하고 정량적으로 분석해 바이러스를 단시간 내 정확하게 검출할 수 있다.
샘플 한 방울을 칩에 넣으면 진공이 액체를 마이크로 챔버로 잡아당겨 자동으로 3분 이내에 주입되고, PCR 과정 동안에 발생하는 미세 기포는 공기 투과성 벽을 통해 제거돼 PCR 효율을 높이는 원리다.
나노 플라즈모닉 구조는 빛의 파장보다 작은 크기의 금속 나노구조로, 빛이 표면에 조사될 때 금속 표면과 유전체의 경계에서 빛과 전자가 상호작용 해 주로 바이오 물질의 검출이나 분자진단에 많이 응용된다.
연구팀은 새로 개발한 PCR이 기존 PCR에 비해 더 빠르고 높은 증폭 효율을 보임을 확인했다.
정기훈 교수는 "실질적으로 현장에서 사용 가능한 초고속 분자진단법을 개발했다ˮ며 "이 실시간 나노 플라즈모닉 PCR 기술은 현장에서 분자진단을 위한 차세대 유전자 증폭 플랫폼을 제공할 것이며 바이러스 확산 방지에 기여할 수 있을 것ˮ이라고 전망했다.
