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ETRI, 바이러스 4종 동시 측정 가능한 PCR 기기 개발

등록 2022.12.01 11:26:30

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코로나 포함한 변종 바이러스 신속 동시 진단기술 개발

다파장 광원기반 무필터 방식, 검사시간 40분으로 절감

기술이전 추진, 즉시 상용화 가능 기대

[대전=뉴시스] ETRI가 개발한 신속 다중측정 PCR 기기 구성도. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] ETRI가 개발한 신속 다중측정 PCR 기기 구성도. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 다수의 RNA 바이러스 및 DNA 분석을 동시에 수행하면서도 시간을 크게 단축시킬 수 있는 PCR(중합효소 연쇄 반응) 기기를 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 최대 4종의 바이러스를 동시에 신속하게 검사할 수 있는 PCR 기기를 개발했다고 1일 밝혔다.

이번에 ETRI가 개발한 PCR 기기는 바이오샘플 채취 한번만으로 코로나19를 포함해 독감, 호흡기질환 등 다양한 바이러스를 통해 감염되는 여러 질병을 동시에, 빠르게 측정할 수 있다.

PCR 기기는 주로 채취된 바이오 샘플을 이용한 ▲DNA 추출 ▲PCR 증폭 ▲형광 측정을 통해 질병 감염여부를 판별한다.
 
기존 기기는 다중 형광측정을 위해 다수의 컬러필터가 필요해 비싸고 측정 측정시간도 약 2~3시간으로 길다.

이번 기술의 핵심은 코드 기반 형광신호 분리기술이다. 연구진은 컬러필터를 없애고 무선통신기술에 주로 사용되는 직교코드 기반 신호처리기술을 적용, 상대적으로 간단한 광학장치를 통해 저렴하게 구현하면서 측정 신뢰도를 높였다.

연구팀은 "형광 측정 시 특정 코드로 변조된 빛을 쏴 바이러스 유전자 형광신호를 검출하는 원리다"며 "PCR 기기를 통해 유전자가 분리 및 증폭되면서 형광물질이 유전자에 붙는데 이 형광물질에 변조 광원을 조사하면 코드로 변조된 형광 광신호를 낸다"고 설명했다.

코드를 길게 할수록 관측이 어려운 낮은 농도의 바이러스 검출이 가능하며 잡음도 줄어든다. 높은 정밀성으로 4종 유전자(이론적으로는 10종 이상 유전자)를 동시에 측정할 수 있고 샘플이 준비되면 약 40분 이내로 빠른 유전자 분석이 가능하다.

[대전=뉴시스] ETRI 연구진이 새로 개발한 무필터 방식 PCR 기술을 설명하고 있다. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] ETRI 연구진이 새로 개발한 무필터 방식 PCR 기술을 설명하고 있다. *재판매 및 DB 금지

광원, 구동 보드, 카메라 및 유전자 증폭장치 등을 이용해 간단하게 구성된 이 PCR 기기는 대형병원 검사용으로 제작된 기존 가정용 전자레인지 크기의 PCR 기기에 비해 부피를 약 40% 줄였으며 가격도 약 20~30% 수준으로 대폭 낮췄다.
 
ETRI는 국산화와 소형화로 보건소, 중소병원, 요양병원 등에 널리 활용될 것으로 기대하고 있다.

ETRI는 이번 기술과 관련해 6건의 국내외 특허를 출원 완료했고 추가로 2건의 특허를 국내 및 미국에 출원할 예정이다. 기술 상용화를 위해 바이오센서, 의료진단기기 업체 등에 기술이전을 추진 중이며 기술이전과 동시에 상용화가 가능할 것으로 보고 있다.

연구 책임자인 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 것이다"고 말했다.

충남대학교병원 건강검진센터장 정진규 교수도 "간편하게 다양한 바이러스를 한번의 측정으로 동시에 선별하고 관리할 수 있어 기존 고가의 PCR 기기를 대체, 의료현장에 직접 활용될 수 있을 것"이라며 "이를 통해 신변종 감염질환에 맞서 의료서비스 질을 높일 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]

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