초고감도 반도체 기반의 바이오센서 플랫폼의 검출 모식도와 코로나19 변이 바이러스 검출 결과. 출처: KIST
초고감도 반도체 기반의 바이오센서 플랫폼의 검출 모식도와 코로나19 변이 바이러스 검출 결과. 출처: KIST

변이에 상관없이 모든 코로나바이러스를 빠르게 검출할 수 있는 진단키트가 나왔다.

한국과학기술연구원(KIST)는 생체재료연구센터 이관희, 김호준 박사팀이 모든 코로나바이러스를 현장에서 30분 안에  검출할 수 있는 바이오센서를 개발했다고 밝혔다.

이 플랫폼은 ACE2 수용체와 결합된 전기신호 기반의 합성 바이러스다. 연구팀은 코로나바이러스의 감염 수용체인 ACE2에 주목했다. 변이 바이러스라도 몸속에 침투하려면 ACE2와 결합하기 때문에, ACE2를 적용한 고감도 바이오센서로 바이러스를 폭넓게 검출할 수 있다 여긴 것.

이를 위해 ACE2 수용체와 결합된 전기신호 기반의 현장형 반도체 바이오센서 플랫폼을 제작하고, 코로나바이러스의 물리적 특성을 모사한 바이러스를 합성해 바이오센서 플랫폼을 최적화했다.

현재 유전자 기반의 PCR 진단은 최소 몇 시간이 필요하며, 수검자는 결과가 나올 때까지 격리해야 한다. 또한 특정 유전자 서열이 존재해야만 진단할 수 있어 유전자 서열이 다른 변이종에는 진단능력이 떨어질 수밖에 없다. 

최근 널리 활용중인 간이 검사키트도 특정 단백질 구조에 반응하는 항체를 키트에 넣어 반응하는 방법으로 확인해서 변이 바이러스 진단에는 한계를 보인다.

연구팀은 코로나바이러스의 감염 통로 수용체인 ACE2를 활용한 초고감도 반도체 바이오센서 플랫폼 개발을 통해PCR 수준의 감도로 코로나바이러스 검출했다. 출처: KIST
연구팀은 코로나바이러스의 감염 통로 수용체인 ACE2를 활용한 초고감도 반도체 바이오센서 플랫폼 개발을 통해PCR 수준의 감도로 코로나바이러스 검출했다. 출처: KIST

연구팀은 개발한 바이오센서 플랫폼으로 코로나바이러스를 직접 진단했다. 그 결과 실제 코로나바이러스와 다양한 변이 바이러스가 현재 이루어지고 있는 PCR 검사수준(165 copies/mL, 30분 내)의 감도로 현장에서 실시간으로 검출됐다. 

이관희 박사는 "ACE2 수용체와 고감도 반도체 바이오센서를 결합하는 기술로 현장에서 변이 바이러스를 검출할 수 있는 진단시스템 개발을 가능하게 했다"며 "빠른 시일 안에 센서 표준화와 규격화를 거쳐 상용화할 것"이라고 밝혔다.

김호준 박사는 "합성 바이러스를 활용한 고감도 정밀 검출 플랫폼 최적화에 대한 연구를 지속할 예정"이라고 말했다.

해당 연구 결과는 Nano Letters에 게재됐다.

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