수 시간~수 일 걸리는 분석기간, 50분 이내로 단축
고감도 정밀 검출 가능...실내 공기오염 모니터링 장치로 응용 가능

코로나19 바이러스는 기침이나 재채기로 튀어나오는 침을 통해 전파된다. 공기감염의 가능성도 제기되고 있지만 명확한 증거는 없는 상황이다. 코로나19 이외의 병원균은 공기감염 되는 경우도 많다. 국내 연구진이 공기 중 특정 바이러스를 즉시 검출해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터, 광주과학기술원(GIST) 화학과, 건국대 수의학과 공동연구팀은 공기 중 바이러스를 포집해 그자리에서 바로 검출할 수 있는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지 ‘ACS 센서스’에 실렸다.

공기 중에 퍼져 있는 세균이나 곰팡이, 바이러스 같은 위해물질을 검사하기 위해서는 검사 장소의 공기를 포집한 뒤 실험실로 가져가 특수한 분석과정을 거쳐야 한다. 문제는 이 과정에 걸리는 시간이 짧게는 수 시간에서 길게는 수 일이 소요된다. 또 실험실로 옮기지 않고 현장에서 바로 검사할 수 있는 기술이 있기는 하지만 세균이나 곰팡이 농도를 파악할 수 있을 뿐 미생물이나 입자 크기가 작은 바이러스를 구별하는 것은 어렵다는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 모세관 현상을 이용한 유리 섬유 필터로 일회용 바이러스 포집 및 진단키트를 개발했다. 이번에 개발한 진단 키트는 공기 채집기를 이용해 공기 중 떠다니는 바이러스를 유리섬유로 이뤄진 다공성 패드에 수집, 농축하고 모세관 현상을 이용해 검출 영역으로 이동시킨다. 검출영역으로 이동한 바이러스는 특정 바이러스에만 반응하는 항체가 부착된 적외선 발광 나노입자와 반응하면서 원하는 바이러스를 선택적으로 검출할 수 있다. 또 특정 바이러스 반응 나노입자를 바꾼 장치를 4개 이상 삽입할 수 있기 때문에 여러 종류의 바이러스를 동시에 검출할 수 있다.

이번에 개발한 진단 키트는 임신진단기와 유사한 형태로 별도의 세척이나 분리 없이 하나의 장치를 갖고 10~30분 동안 공기를 포집하고 20분의 분석시간을 가져 현장에서 최대 50분 내에 포집과 분석을 마쳐 부유 바이러스 존재를 확인할 수 있다.

실험을 통해 넓은 공간에 확산된 독감 바이러스를 이번 장치로 포집해 100만배 이상 농도로 농축했고 정밀한 수준으로 검출할 수 있다는 것을 확인했다.

이준석 KIST 박사는 “이번에 개발한 장치는 현쟁에서 포집하고 바로 분석이 가능하기 때문에 코로나19 바이러스처럼 공기 중에 떠다니는 생물학적 위해인자를 현장에서 진단해 실내 공기오염 모니터링 시스템으로도 응용할 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr