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실내 공기 중 코로나19나 독감 같은 바이러스의 양을 측정하는 기술이 개발됐음. 바이러스 양을 정확하고 빠르게 알 수 있어 방역과 같은 의료 및 공공안전에 분야에 큰 도움이 될 것으로 기대됨.

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 밝힘. 1마이크로미터(㎛, 1㎛는 100만 분의 1m)보다 작은 바이러스 입자도 채집하고 바이러스 측정 정확도가 높음. 또 즉각적으로 반응하는 면역센서를 이용해 채집된 바이러스를 검사하기 때문에 진단 속도도 빠름.

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 말함.

연구진이 개발한 시스템은 채집과정에서 입자가 용액에 부딪혔을 때 충격이 적음. 덕분에 살아있는 바이러스를 더 많이 채집할 수 있어 검사의 신뢰성을 높일 수 있음. 채집된 샘플은 가볍고 저렴한 '종이 면역 센서'를 이용해 검사함. 임신 진단 키트처럼 신속하게 바이러스를 검출하고, 그 정확도는 유전자 증폭 검사(qPCR) 수준에 이름.

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

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

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

본 연구 성과는 ‘environmental science and technology’ 지에 게재됨.