말라리아ㆍ메르스 등 전염병 바이러스 검출시간 반으로 줄인 신기술 개발

고려대구로병원, 램 웨이브 기반의 파동에너지 이용 유전자 증폭과정에서 점성 증가 분석

▲임채승(왼쪽) 남정훈 박사(오른쪽) 연구팀(고대 구로병원)

말라리아, 뎅기열, 메르스 등 각종 전염병의 바이러스 검출 시간을 절반으로 줄일 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

고려대 구로병원 진단검사의학과 임채승 교수, 고려대학교 남정훈 박사 연구팀은 말라리아, 뎅기열, 메르스 등 각종 전염병의 신속한 진단 및 바이러스 검출이 가능한 ‘파동에너지 기반 미세액체방울 분석 기술’ 개발에 성공했다고 24일 밝혔다.

연구팀은 램 웨이브(Lamb wave) 기반의 파동에너지를 이용해 뎅기열 바이러스가 포함된 시료 내부에서 입자의 움직임을 일으켜 대상 바이러스가 존재할 경우 유전자 증폭 과정에서 점성이 증가하는 것을 분석해 바이러스가 포함되지 않은 시료와 비교함으로써 25분 만에 바이러스 존재 여부를 검증해냈다. 뎅기열 바이러스 검출에는 통상적으로 바이러스 배양검사가 사용됐는데, 바이러스 검출에 1시간가량 소요되고 배양 방법도 까다로워 진단결과가 적절하게 치료에 적용되지 못했다.

특히 이번에 개발된 신기술을 활용하면 땀 한 방울 정도인 30~50uL의 타액만으로도 종전보다 2배 빠른 시간 내에 정확한 바이러스 검출이 가능하다. 또한 대형의 고가장비도 필요로 하지 않고, 37℃ 등온장치만 있으면 검출이 가능하며 방법이 간단해 전문가가 아니더라도 바이러스 검출이 가능하기 때문에 경제성, 편의성 측면에서도 여러 장점을 갖춰 이번에 개발된 기술의 활용도가 높을 것으로 전망되고 있다.

종전에는 바이러스 검출을 위해 사용되고 있는 바이러스 유전자증폭검사에 4000만 원가량의 고가 장비를 필요로 하고 숙련된 전문가만이 할 수 있어 전염병 바이러스의 주 발생지역인 저개발 국가에서는 활용이 쉽지 않은 한계가 있었다.

임채승 교수는 “파동에너지 기반의 액적내 미세유체 제어 기술을 점탄성도 변화량의 측정을 통해 분자진단 분야에 적용한 것은 이번이 처음”이라며, “고가의 대형 장비 없이도 등온장비로 소량의 혈액 등의 생체유체 시료로부터 다양한 고수율 분석이 가능해 향후 자원이 부족한 개발도상국 등에서도 활용 가능성이 높다”고 연구 의의를 설명했다.

남정훈 박사는 “논문 작성 이후 후속연구를 통해 뎅기열뿐만 아니라 다양한 감염질환과 관련된 세포 검출도 가능함을 확인했다”며 “말라리아, 메르스, 에볼라, 지카 등 감염질환과 관련된 기생충, 박테리아, 바이러스 등의 신속ㆍ정확한 검출은 감염 확산을 방지하고 시기적절한 치료를 가능하게 해 사망률을 낮추는 데 중요한 역할을 하는 만큼 본기술이 유용하게 활용될 것으로 전망된다”고 말했다.

이번 논문은 ‘방역연계 범부처 감염병 연구개발사업’의 지원으로 수행됐으며, 바이오 센서 분야 세계 최고 권위의 국제 SCI 저널인 ‘바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors & Bioelectronics, 임팩트 팩터=9.518) 온라인판에 7월 10일 게재됐다.