침 한 방울로 코로나19 감염 여부 즉시 확인한다

KBSI 연구팀, 바이오센서 개발…상용화 후속 연구 돌입

국내 연구팀이 환자의 타액을 이용해 실시간으로 코로나19 감염 여부를 즉시 확인할 수 있는 바이오 센서 기술을 개발했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 22일 국가과학기술연구회(NST)가 주관하는 신종 바이러스 융합연구단에서 융합연구를 수행하고 있는 소속 연구팀이 그래핀 기반 전계효과 트랜지스터 바이오센서를 제작해 코로나19 바이러스를 검출하는 데 성공했다고 밝혔다.

이번에 개발된 바이오센서는 바이러스에 대한 항원-항체 반응을 이용했다. 센서의 그래핀 위에는 코로나19에 특이적으로 결합하는 항체가 고정돼 있다. 코로나19 환자로부터 채취한 검체가 주입되면 바이러스가 항체에 결합한다. 이 결합 반응을 인식한 센서는 즉각적으로 전기적 신호 변화를 일으켜 바이러스의 유무를 알린다.

코로나19 FET센서를 이용한 바이러스 검출 실험 모습(사진=KBSI)

연구팀은 전계효과트랜지스터(FET) 구동 원리를 적용해 매우 낮은 바이러스 농도에도 전기적 신호 변화를 일으킬 수 있는 고감도의 민감성을 확보했다. 이를 통해 환자의 타액이나 가래와 같은 검체에 대한 별도 전처리 과정 없이도 바로 바이러스를 검출할 수 있다.

기존 코로나19의 감염 여부 판별을 위해 사용하는 유전자 증폭검사는 3시간 이상이 소요되지만, 개발된 바이오센서를 활용하면 즉각적인 감염 여부 판별이 가능하다는 장점도 있다.

환자에서 채취한 검체를 바이오센서에 떨어뜨려 코로나19 바이러스 감염여부를 전기적인 신호로 확인할 수 있다.(사진=KBSI)

연구팀은 이번 연구 결과를 토대로 후속 연구를 통해 상용화 제품을 개발할 방침이다. 특히 현장에서 사용가능 하도록 휴대용 검출 센서를 개발할 예정이다.

이 제품이 상용화되면 의심 환자의 코로나19 감염 여부를 보다 빠르게 진단할 수 있고, 대규모 집단감염 시 감염자 판별에도 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

김승일 KBSI 바이오융합연구부 박사는 “이 연구는 바이러스 진단을 위한 바이오센서의 가능성을 보여준 사례”라며 “현장 진단을 위한 플랫폼 개선 연구를 통해 코로나19뿐 아니라 향후 발생할 수 있는 바이러스를 검출할 수 있는 진보된 상용화 플랫폼을 개발해 나갈 예정”이라고 밝혔다.