생명연 '신·변종 호흡기 바이러스' 현장 신속진단 플랫폼 개발

신·변종 호흡기 바이러스 현장 신속진단 센서와 그래핀 트랜지스터 표면 이미지. 다양한 종의 호흡기 바이러스(인플루엔자, 코로나 등)를 동시에 진단하기 위한 스크리닝 플랫폼으로 그래핀 표면에 결합한 수용체의 수에 따라 검출 가능한 타겟 바이러스 수가 달라진다. 생명연 제공

국내 연구진이 타액(침)으로 신·변종 호흡기 바이러스를 현장에서 빠르게 검사할 수 있는 플랫폼을 개발했다. 코로나19 등과 같은 신종 감염병 발생 시 진단 기기를 개발하는 데 필요한 기초자료로 활용될 수 있을 전망이다.

한국생명공학연구원(이하 생명연)은 국가영장류센터 홍정주 박사와 성균관대 권오석 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 송현석 박사 공동연구팀이 그래핀 소재를 활용해 수십 초 만에 다수의 호흡기 바이러스를 고감도로 동시에 선별하는 현장 진단 플랫폼을 개발했다고 18일 밝혔다.

연구진이 개발한 이번 기술은 사스, 메르스, 코로나19 등 신종 감염병 발생 시 빠르고 정확하게 진단할 수 있다.

연구팀은 미세한 자극에도 패턴을 나타내는 다채널 트랜지스터를 기반으로 여러 종의 호흡기 바이러스를 선택적으로 검출할 수 있는 수용체와 함께 수용체의 신호를 간선 없이 그래핀에 전달할 수 있는 인터페이싱 화합물을 개발했다.

그래핀에도 소재 특성 변화 없이 표면을 박막 코팅하는 패시베이션층을 형성해 바이러스 수용체와 인터페이싱 화합물, 그래핀 소재 간 적층 구조의 안정성을 확보하고 외부 환경에서도 성능 저하 없이 안정적 신호 전달이 가능한 센서를 제작했다.

연구팀이 개발한 이번 센서는 타액에 별도의 전처리 없이 진단할 수 있어 편의성을 확보했다. 델타·오미크론에 감염된 영장류 모델을 통해 유효성을 검증하며 현장 활용 가능성을 높였다.

연구책임자인 홍정주 생명연 박사는 "영장류를 통해 유효성을 확인한 현장 신속진단 플랫폼을 개발한 만큼 앞으로 다가올 신종 호흡기 감염병 유행의 대비에도 도움이 되길 희망한다"고 말했다.

공동 교신저자인 권오석 성균관대 교수는 "다종의 호흡기 바이러스를 동시에 빠르게 고감도로 모니터링할 수 있는 것으로 고위험군 전염병의 사전 확산 방지가 가능하기에 추후 넥스트 팬데믹 상황에서 유연한 대응이 가능할 것으로 사료된다"고 말했다. 임효인 기자