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ETRI, 디지털 PCR검사 장비용 물방울 형광 리더기 개발

ETRI 연구진이 물방울 형광 리더기(검출기)를 통해 디지털 PCR 검사를 시연하고 있다.(ETRI 제공)© 뉴스1
ETRI 연구진이 물방울 형광 리더기(검출기)를 통해 디지털 PCR 검사를 시연하고 있다.(ETRI 제공)© 뉴스1

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 국내 연구진이 차세대 유전자 진단 기술로 주목받고 있는 디지털 유전자증폭(PCR) 검사 장비 부품의 국산화에 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 디지털 PCR 검사 장비에 사용되는 물방울 형광 리더기 핵심 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

일반적인 PCR 검사 장비는 약 20㎕의 시료를 한 번에 유전자 증폭해 분자진단에 활용한다.

하지만, 시료의 유전자 농도가 너무 낮은 경우 유전자를 증폭시켜도 양성 기준치에 도달하지 못하기 때문에 가짜음성이라는 잘못된 결과를 도출할 수 있다.

ETRI가 개발한 장비는 시료를 2nl의 미세 물방울로 2만개를 만들어 유전자 증폭 과정을 거친다.

유전자가 증폭된 물방울에 레이저를 조사해 형광측정 방식으로 검출해내기 때문에 유전자 농도가 낮아도 일반적인 PCR 검사 장비보다 훨씬 정밀하게 진단 결과를 도출할 수 있다.

디지털 PCR 검사 장비는 물방울 생성기, 온도 제어장치 및 물방울 형광 리더기로 구성되어 하나의 장비로 유전자 분할·증폭·검출이 가능하다.

ETRI가 개발한 물방울 형광 리더기에는 물방울이 이동하는 유체 채널과 형광측정에 필요한 부품을 일체화한 광유체(광학과 미세유체학의 합성어) 집적 모듈이 적용됐다.

집적 모듈을 활용하면서 신호품질 개선 및 생산 시간 절감효과까지 더했다.

부품을 줄이면서 복잡한 배치 설계를 안정적으로 변경했고 빛의 간섭으로 발생하는 신호의 잡음 문제를 해결했다.


기존의 수동 광학정렬 공정도 자동화해 제조 시간을 단축했다.

이 기술은 시장에 출시된 디지털 PCR 분자 진단기기의 기존 부품을 대체할 수 있어 곧바로 상용화가 가능하다.

ETRI 진단치료기연구실 김진태 책임연구원은 “코로나 검사 등을 정밀하고 빠르게 진행해 감염병 확산을 초기에 제어할 수 있다”라며 “다양한 바이오센서 검사 장비에도 응용 가능하다”고 말했다.