기존 PCR진단 검사의 소요시간 보완
5회 재사용 가능 바이오센서를 이용해 PCR 검사 수준으로 정확하게 코로나19를 진단하며 검사 시간은 대폭 줄인 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

최근 아주첨단의료바이오연구원은 김주희 아주대 약학대학 교수, 박성준 아주대 전자공학과 교수, 김남영 광운대 전자공학과 교수 공동연구팀이 현장에서 즉시 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2) 진단이 가능한 DNA 바이오센서를 구현했다고 밝혔다.

연구팀이 개발한 바이오센서는 코로나 바이러스의 DNA와 결합하는 '탐침 DNA'를 사용한다.

표적 DNA가 탐침 DNA와 반응해 혼성화하면 전극 사이의 강화된 공간 전하 분포가 정전용량(Capacitance) 값을 증가시키는데, 이 차이를 판별해 내는 원리이다.

특히 표적 DNA와 탐침 DNA의 혼성화 반응은 매우 짧은 시간에 이뤄지기 때문에 센서에 시료를 떨어뜨리자마자 감염 여부를 알 수 있다.

바이오센서는 유전자 증폭 과정 없이 무증상자 수준의 DNA 농도까지 분석 가능할 정도로 민감도가 높았다. 유전자 서열이 4곳만 다른 사스 바이러스와 코로나 바이러스도 감별이 가능했다.

또한 연구팀은 'APTES'라는 유리 기판 위에 탐침 DNA를 고정시키는 정밀 기술을 사용했으며 UV 조사를 통한 표면 오존처리로 5회까지 재사용해도 정전용량 데이터가 동일한 수준으로 재현되는 점을 입증해 키트를 재활용할 수 있음을 확인했다.

연구팀은 논문에서 “연구개발된 키트는 잠재적으로 다양한 유형의 무표지 DNA에 적용될 수 있을 것”이라며 “향후 여러 질병에 대해 신속하면서 비용적으로도 효율적인 바이오센서 역할을 할 수 있을 것”이라고 기대했다.

김주희 교수는 "DNA 바이오센서는 많은 분야에서 응용되고 있지만 아직 코로나19를 진단하는 센서는 상용화돼 있지 않다"며 "단순한 처리 과정만 거치면 5번까지 재사용이 가능한 바이오칩은 세계 최초"라고 부연했다.

이번 연구 결과는 분석화학 분야 국제 학술지 '바이오센서 앤 바이오 일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics) 3월 24일자에 게재됐다.

 

메디컬투데이 이재혁 ([email protected])

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