새 PCR 장비가 변종까지 40분만에 진단한다

ETRI, 바이러스 진단기기 개발
기존장비보다 부피를 40% 축소
가격도 20~30% 수준으로 낮춰

ETRI가 개발한 무필터 방식 PCR 기기는 기존 PCR 기기보다 40%이상 부피가 줄었으며, 4개 이상의 바이러스를 동시에 측정할 수 있다. ETRI 제공

[파이낸셜뉴스] 한국전자통신연구원(ETRI) 복지·의료 ICT연구단이 코로나19 같은 바이러스 4개를 동시에 40분 이내로 진단할 수 있는 유전자증폭(PCR) 검사 기기를 개발했다. 이 기기는 다양한 변종 바이러스까지도 구분해 냈다.

1일 ETRI 관계자에 따르면, 연구진은 이 기술과 관련된 6건의 국내외 특허를 출원 완료했으며, 향후 2건의 특허를 국내 및 미국에 출원할 예정이다. 또한 기술 상용화를 위해 바이오센서, 의료진단기기 업체 등에 기술이전을 추진 중으로, 기술이전과 동시에 상용화가 가능할 것으로 보고 있다.

연구진은 대형병원 검사용으로 제작된 기존 가정용 전자레인지 크기 기기에 비해 부피를 약 40% 줄였으며, 가격도 약 20~30% 수준으로 대폭 낮췄다고 설명했다.

충남대병원 건강검진센터장 정진규 교수는 "이 기술은 간편하게 다양한 바이러스를 한 번의 측정으로 동시에 선별하고 관리할 수 있어 기존 고가의 PCR 기기를 대체해 의료현장에 직접 활용될 수 있기 때문에 신변종 감염 질환에 맞선 의료서비스의 질을 높일 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

현재 코로나19 PCR 검사는 국내는 물론 세계적으로 널리 시행되고 있다. 그러나 검체 채취 후 검사 결과 통보까지 수 시간이 소요돼 빠르고 적극적인 질병관리 및 대응에 한계가 있다.

ETRI 연구진이 바이러스 검출을 위해 PCR 검사를 진행하고 있다. ETRI 제공

연구진이 개발한 PCR 기기는 바이오 샘플 채취 한 번만으로 코로나19를 포함해 독감, 호흡기질환 등 다양한 바이러스를 통해 감염되는 여러 질병을 한번에 구분해 측정할 수 있다.

PCR 기기는 주로 채취된 바이오 샘플을 DNA 추출, PCR 증폭, 형광 측정을 통해 질병 감염 여부를 판별한다.

기존 기기는 다중 형광 측정을 위해 여러개의 컬러필터가 필요했다. 광원과 카메라 구성이 복잡해 기기가 크고 비싸다. 측정시간도 최대 2~3시간으로 길다.

ETRI 연구진은 컬러필터를 없애고 무선 통신기술에 주로 사용되는 신호처리 기술을 적용했다. 상대적으로 간단하고 저렴한 광학장치로 측정 신뢰도까지 높였다.

형광 측정때 특정 코드로 변조된 빛을 쏴 바이러스 유전자 형광 신호를 검출하는 원리다. PCR 기기를 통해 유전자가 분리 및 증폭되면서 형광물질이 유전자에 붙는데 이 형광물질에 변조 광원을 조사하면 코드로 변조된 형광 광신호를 낸다.

이번에 개발한 PCR 기기는 광원, 구동 보드, 카메라 및 유전자 증폭 장치 등을 이용해 간단하게 만들었다.

ETRI 진단치료기연구실 서홍석 박사는 "이 기술은 다양한 바이러스를 동시에 쉽고 빠르게 분석할 수 있는 유전자 분석 기술로 국민 보건 증진과 함께 스마트 헬스케어 시대를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다.
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