공기중 바이러스를 빠르게 찾아낸다

UNIST 기계공학과의 장재성 교수팀이 개발
공기중 바이러스를 전기장으로 농축해 
살아있는 상태의 바이러스를 신속하게 채집
종이 센서 키트 이용해 기존 PCR 검사보다 정확히 측정

정부가 코로나19 재확산을 막기 위해 수도권의 사회적 거리두기를 2단계에서 2.5단계로 강화한 가운데 30일부터 일주일간 수도권 일반음식점, 휴게음식점, 제과점은 오후 9시부터 다음날 오전 5시까지 포장·배달 주문만 가능하도록 영업이 제한되고 프랜차이즈형 커피전문점은 영업시간과 관계없이 포장·배달 주문만 된다. 30일 서울 시내 한 프랜차이즈형 커피전문점의 좌석 이용이 통제되고 있다. 사진=서동일 기자

[파이낸셜뉴스] 실내 공기 중 코로나19나 독감 같은 바이러스의 양을 측정하는 기술이 개발됐다. 바이러스 양을 정확하고 빠르게 알 수 있어 방역과 같은 의료 및 공공안전에 분야에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

울산과학기술원(UNIST)은 기계공학과 장재성 교수팀이 공기 중 바이러스를 농축하는 장치와 신속히 측정할 수 있는 '종이 센서 키트'로 구성된 바이러스 검출 시스템을 개발했다고 8월 31일 밝혔다. 1마이크로미터(㎛, 1㎛는 100만 분의 1m)보다 작은 바이러스 입자도 채집하고 바이러스 측정 정확도가 높다. 또 즉각적으로 반응하는 면역센서를 이용해 채집된 바이러스를 검사하기 때문에 진단 속도도 빠르다.

장재성 교수는 이날 "입자를 가속시킨 뒤 고체 배지나 액체에 충돌시켜 바이러스를 채집하는 '관성 충돌 방식'은 0.03~0.1㎛의 미세한 입자는 10%도 못 잡지만, 이번에 개발된 방식은 1㎛ 미만의 입자도 99%이상 잡아 낼 수 있다"고 말했다.

연구진이 개발한 시스템은 채집과정에서 입자가 용액에 부딪혔을 때 충격이 적다. 덕분에 살아있는 바이러스를 더 많이 채집할 수 있어 검사의 신뢰성을 높일 수 있다. 채집된 샘플은 가볍고 저렴한 '종이 면역 센서'를 이용해 검사한다. 임신 진단 키트 처럼 신속하게 바이러스를 검출 하고, 그 정확도는 유전자 증폭 검사(qPCR) 수준에 이른다.

종이 면역 센서는 기존 바이러스 측정방법인 PCR과 다르게 바이러스의 핵산(RNA)을 둘러싼 핵단백질에 대한 항체(항원-항체 면역반응)를 이용해 바이러스의 양을 측정했다.

연구진은 개발한 시스템을 이용해 A형 독감 바이러스(A H1N1)를 측정하는 실험을 진행했다. 바이러스 채집 효율은 상용화된 시스템보다 높고, 바이러스 핵 단백질의 항원-항체 반응을 이용하는 센서의 정확도도 qPCR(유전자 증폭검사중 한 방법) 수준으로 정확했다. 센서의 최소측정 가능 농도도 낮아, 독감 유행기에 존재하는 공기 중 미량의 바이러스도 잡아낸다.

장 교수는 "이번 연구는 비록 신종인플루엔자 바이러스(H1N1)에 대해서만 이뤄졌지만 비슷한 크기와 구조, 똑같이 외피를 가진 코로나바이러스에 대해서도 사용 가능하다"고 설명했다. 그는 이어 "현재 더 많은 공기를 뽑아들 일 수 있는 농축 장치에 관한 연구가 진행 중"이라고 전했다.

이번 연구결과는 환경공학 분야의 세계적 저널 '환경과학기술'에 8월 24일자로 온라인 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자