[코로나19] 코로나 감염 여부 즉각 판별하는 바이오센서 나왔다

연구진이 FET센서를 이용해 코로나19 바이러스를 검출하고 있다. 사진제공=KBSI

의료 현장에서 코로나19 바이러스 감염여부를 즉각 확인할 수 있는 바이오 센서가 나왔다. 특히 의심환자로부터 얻은 가래와 타액 등을 별도로 처리하는 기존 장치와 달리 이 바이오센서는 바로 확인할 수 있다.

CEVI(신종 바이러스) 융합연구단에서 융합연구를 수행하고 있는 한국기초과학지원연구원(KBSI) 소속 파견연구팀이 실시간으로 코로나19 바이러스를 검출하는 바이오센서를 개발했다고 22일 밝혔다.

바이오융합연구부 서기완, 박창균, 김승일 박사는 그래핀 기반 전계효과트랜지스터 바이오센서를 만들어 코로나19 바이러스를 검출해냈다.

이 바이오센서는 바이러스에 대한 항원 항체 반응을 이용했다. 그래핀 위에 코로나19 바이러스에 특이적으로 결합하는 항체를 고정해, 배양 바이러스나 코로나19 환자로부터 채취한 검체를 넣으면 바이러스가 항체와 결합한다. 이 결합 반응을 인식한 센서가 바로 전기 신호를 줘 바이러스 유무를 알린다.

그래핀에 전계효과트랜지스터(FET) 구동원리를 적용해 매우 낮은 바이러스 농도에서도 전기 신호를 낼 수 있도록 고감도 민감성을 확보했다. 무엇보다 환자 검체를 별도로 처리하지 않고도 바로 바이러스를 검출할 수 있다.

서기완 박사는 “기존 항원항체 검사방법은 고농도 바이러스가 필요했으나 이 센서는 낮은 농도에서도 고감도로 반응한다”고 설명했다.

국내에서 코로나19 감염여부 판별을 위해 사용하는 유전자증폭검사는 최소 3시간 이상이 걸린다. 이 바이오센서는 바로 반응해 1~3초, 길어도 5초면 감염 여부를 판별할 수 있다.

아직 환자를 대상으로 충분하게 실험을 하지 못해 정확도가 나오지 않았다. 하지만 민감도가 기존 항체항원 검사방법보다 낮은 농도에서 반응하기 때문에 더 높을 것으로 예상되고 있다.

한편 유전자증폭검사가 바이러스를 증폭해서 검사하기 때문에 1밀리리터에서 50에서 100카피로도 적은 바이러스를 검출할 수 있는데 반해, 이 센서는 최소 240카피가 넘어야 검출하는 한계를 안고 있다.

김승일 박사는 “바이오센서의 가능성을 보여준 사례”라며 “코로나19뿐 아니라 앞으로 발생할 수 있는 바이러스 검출에서 진보한 상용화 플랫폼을 개발해 나갈 것”이라고 말했다.

이 연구 결과는 국제학술지 ‘미국화학회 나노(ACS Nano)’ 온라인에 지난 15일 게재됐다.

박응서 머니투데이방송 MTN 선임기자