FET(전계효과트랜지스터)를 이용한 코로나19 바이러스 검출 실험 모습. (사진=기초과학지원연구원 제공)
실시간으로 '코로나19' 바이러스 감염 여부를 확인할 수 있는 바이오센서 기술을 국내 연구진이 개발했다.
기존에 3시간 이상 걸리는 유전자 증폭검사(RT-PCR)와 달리 환자의 검체(가래·타액 등)에 대한 별도의 전처리 과정 없이 즉각적인 감염 여부 판단이 가능하다.
국가과학기술연구회(NST)가 주관하는 CEVI(신종 바이러스) 융합연구단에서 연구를 수행 중인 한국기초과학지원연구원(KBSI) 소속 파견 연구팀은 그래핀(Graphene)을 기반으로 전계효과트랜지스터(FET) 바이오센서를 제작해 코로나19 바이러스를 검출하는데 성공했다.
바이러스에 대한 항원-항체 반응을 이용한 바이오센서는 그래핀 위에 코로나19 바이러스와 특이적으로 결합하는 항체가 고정돼 있어 배양된 바이러스나 코로나19 환자로부터 채취한 검체를 주입하면 바이러스가 항체에 결합한다. 이 결합 반응을 인식한 센서가 즉각적으로 전기적 신호 변화를 일으키며 바이러스 유무를 알리는 방식이다.
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센서 소재로 우수한 전기적 특성을 보인 그래핀을 사용하며 전계효과트랜지스터 구동 원리가 적용돼 매우 낮은 바이러스 농도에도 전기적 신호 변화를 일으킬 수 있는 고감도 민감성을 확보했다.
또한 환자의 검체에 대한 별도 전처리 과정 없이도 바로 바이러스를 검출할 수 있어 의심 환자의 감염 여부를 즉시 판별할 수 있을 것으로 기대를 모은다.
KBSI 서기완 박사는 "기존에 화학적 원리의 항원-항체 검사방법은 비교적 고농도 바이러스가 필요했지만, 이번에 개발한 바이오센서는 낮은 농도의 바이러스에도 고감도로 반응한다"고 설명했다.
이번 연구를 수행한 연구자들은 현재 CEVI 융합연구단(신종바이러스융합연구단)에서 신종 바이러스 진단기술 개발연구에 참여 중이다. 한국화학연구원, 안전성평가연구소, 전북대병원과의 공동연구를 통해 이번 연구 결과를 도출했다.