한국과학기술연구원(KIST)은 고감도 '비표지식(바이러스 성질을 바꿀 수 있는 '이름표'가 없는 판별 방식)' 테라헤르츠 메타물질 센서를 이용, 코로나19 바이러스 인체 침투 시 감염에 핵심 역할을 하는 단백질 단위체를 판별하는 새로운 진단 마커 검출 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.
센서시스템연구센터의 서민아 연구원(고려대 KU-KIST 융합대학원), 송현석 연구원팀이 성과를 냈다.
현재 활용되는 SARS-CoV-2(코로나19 원인 바이러스) 검출법은 PCR 검사와 신속 항원검사가 있다. PCR검사는 정확성이 높으나 4시간 이상 검사시간이 소요되고, 신속 항원검사는 검출시간이 20분 내로 짧지만 정확도가 낮다.
테라헤르츠 전자기파는 주파수 대역이 매우 넓어 DNA, 아미노산, 단위체와 같은 생체시료들의 미세한 고유 정보, 차이점까지 해석할 수 있다. 미량의 생체 내 시료를 직접 검출하기 어려웠다.
연구진은 전자기파 특정 대역 신호를 증폭시키는 메타물질을 이용, 테라헤르츠 광신호를 미량에서도 민감하게 측정할 수 있는 생체분자 진단 플랫폼을 개발했다.
테라헤르츠 대역에서 흡수율이 우수한 아미노산을 특정한 후, 해당 신호를 증폭할 테라헤르츠 메타물질을 개발했다. 표면에 시료를 균일하게 분산시킨 후 시료 광학 상숫값을 분석해 수 분 내 단위체의 검출 및 전하량, 극성, 소수성 지표와 같은 시료 특성과 양을 추론할 수 있었다. 유사 구조를 갖는 변이 바이러스들을 특정하는 데도 활용할 수 있었다.
서민아 연구원은 “향후 발생할 전염병과 그 변이들을 추적하는 진단 기술 개발에 테라헤르츠 분석법이 적용 가능할 것으로 전망한다”고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 중견연구자지원사업과 글로벌프론티어사업 및 KIST 주요사업으로 수행됐으며, 연구결과는 분석화학 분야 상위 국제 학술지인 'Biosensors and Bioelectronics' 최신 호에 게재됐다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
