‘커피링 효과’ 응용한 ‘커피링 등온 유전자 검출법’ 개발
정밀분석장치 없이 간단하게 30분만에 바이러스 검출 가능
미국 펜실베니아주립대 제공
커피가 만들어낸 흔적 이용해 바이러스 검출한다고?
국내 연구진이 커피자국을 만들어 내는 일명 커피링효과를 이용해 간단하고 신속하게 바이러스를 검출할 수 있는 방법을 찾아냈다.
미국 펜실베니아주립대 제공
미국 펜실베니아주립대 제공
카이스트 생명과학과 연구팀은 커피 방울이 표면에 떨어진 뒤 증발하면서 링 모양이 만들어지는 일명 ‘커피링 효과’를 이용해 30분 만에 감염성 병원균을 검출하는 ‘커피링 등온 유전자 검사법’을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구팀은 이번 연구결과를 코로나19 진단에도 적용하기 위한 연구를 진행 중인 것으로 알려졌다. 이번 연구결과는 전자공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스’에 실렸다.
커피링 효과는 커피 방울이 사물 표면에 떨어지면 액체가 증발하면서 독특한 링 모양이 만들어지는 현상을 말한다.
카이스트 제공
커피링 등온 유전자 검출법의 모식도 및 항생제 내성 병원균 분석 결과
커피링 등온 유전자 검출법의 모식도(위 왼쪽). 병원균 종류에 따라 형성된 커피링 패턴의 음영 값을 나타낸 히스토그램(위 가운데). 검출 결과를 렌즈가 장착되지 않은, 그리고 렌즈가 장착된 스마트폰 카메라로 캡쳐한 이미지(위 오른쪽). 병원균 유전자물질 농도에 따른 커피링 등온 유전자 검출법의 결과. 젭토몰 농도 이하에서도 높은 민감도로 검출이 가능하다는 것을 보여주고 있다(아랫쪽).
카이스트 제공
카이스트 제공
고체입자가 녹아있는 콜로이드 용액이 기판 표면에서 증발하면 표면자역과 모세관 운동 때문에 미세입자들이 용액 방울 가장자리로 이동해 특징적인 링 모양을 형성한다. 연구팀은 이같은 커피링 효과를 활용해 상온에서 별도의 장비 없이 육안으로 병원균 유전자를 감별하고 고감도로 검출할 수 있는 기술을 개발했다.
이번에 개발한 커피링 등온 유전자 검출법은 시료를 표면에 떨어뜨린 뒤 커피링 패턴을 유도해 육안으로 병원균 내성 종류를 판별할 수 있고 스마트폰과 연결해 모바일 기록과 판독, 진단이 가능하다. 특히 연구팀은 모바일 진단이 가능하도록 미세입자에 의해 나타나는 공간 패턴을 판독할 수 있는 알고리즘을 만들기도 했다.
연구팀이 개발한 이번 기술은 유전자상에 있는 2개의 염기 차이를 구별해 낼 정도로 민감도가 높고 최근 코로나19 검사법으로 잘 알려져 있는 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR) 검사법처럼 별도의 정밀분석장비 필요 없이 30분 이내에 항생제 내성 유전자를 검출할 수 있고 혈청 같은 복잡한 시료에서도 병원균 검출이 가능하다는 장점을 갖고 있다.
정현정 카이스트 생명과학과 교수는 “이번에 개발한 검출법은 의료시설 접근이 어려운 현장이나 가정에서 신속하고 간단하게 병원균 감염 여부를 판별하는데 유용하게 쓰일 것”이라고 말했다.
유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
