[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 의료 현장에서 실시간으로 코로나19 바이러스 감염여부를 확인할 수 있는 바이오 센서 기술이 개발됐다. 환자 검체(가래, 타액 등)에 대한 별도의 전처리 과정 없이 바이오센서에 그대로 주입하는 것으로 감염여부를 즉시 확인할 수 있다는 연구성과를 도출했다.

과학기술정보통신부 산하 국가과학기술연구회(NST)가 주관하는 신종 바이러스(CEVI) 융합연구단에서 융합연구를 수행하고 있는 한국기초과학지원연구원(KBSI) 소속 파견연구팀이 실시간으로 코로나19 바이러스를 검출하는 바이오센서(COVID-19 FET sensor)를 개발했다고 22일 밝혔다.

코로나19 확진검사[사진=뉴스핌DB] 2020.04.22 nulcheon@newspim.com

KBSI 분석과학연구본부 바이오융합연구부 소속 서기완, 박창균, 김승일 박사는 그래핀(Graphene) 기반 전계효과트랜지스터(FET: Field-Effect Transistor) 바이오센서를 제작하여 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)를 검출하는데 성공했다.

이번에 개발된 바이오센서는 바이러스에 대한 항원-항체 반응을 이용했다.

센서의 그래핀 위에 코로나 19 바이러스에 특이적으로 결합하는 항체가 고정돼 있어, 배양된 바이러스나 코로나19 환자로부터 채취한 검체가 주입되면 바이러스가 항체에 결합한다. 이 결합 반응을 인식한 센서는 즉각적으로 전기적 신호변화를 일으켜 바이러스의 유무를 알린다.

센서의 소재로서 우수한 전기적 특성을 지닌 그래핀을 사용하고 전계효과트랜지스터(FET) 구동원리가 적용돼 매우 낮은 바이러스 농도에도 전기적 신호변화를 일으킬 수 있는 고감도의 민감성을 확보했다.

환자의 검체에 대한 별도 전처리 과정 없이도 바로 바이러스를 검출할 수 있어 의심환자의 감염 여부를 즉시 판별할 수 있을 것으로 기대된다.

서기완 KBSI 박사는 "기존에 연구되던 화학적 원리의 항원-항체 검사방법의 한계로써 비교적 고농도의 바이러스가 필요했던 것에 비해, 이번에 개발된 바이오센서는 낮은 농도의 바이러스에도 고감도로 반응한다"고 설명했다.

코로나19의 감염여부 판별을 위해 사용하는 유전자증폭검사(RT-PCR)는 3시간 이상이 소요되지만, 개발된 바이오센서를 활용하면 즉각적인 감염여부 판별이 가능하다.

다만 이번 연구결과는 현재로서는 실험실 수준의 연구성과로서 상용화에 이르기 위해서는 향후 후속연구가 더 필요하다. 후속 연구를 통해 현장에서 사용가능한 휴대용 검출센서가 개발되면 의심환자의 코로나19 감염여부를 보다 빠르게 진단할 수 있고, 더 나아가 대면적의 검출센서 제작을 통한 대규모 집단감염에서의 감염자 판별에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

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