기초과학지원연구원, 그래핀 센서 코로나 바이러스와 결합시 전류 세기 변화 감지

국내 연구진이 첨단소재인 그래핀을 이용한 바이오센서로 1분만에 코로나 바이러스 감염증을 진단하는 기술을 개발했다.

박창균·김승일 한국기초과학지원연구원 박사 연구팀이 개발한 그래핀 기반의 코로나 바이러스 검출 장치의 모식도. 그래핀과 항체로 이뤄진 센서에 코로나 바이러스가 결합하면 전류의 세기가 변하는 모습을 설명하고 있다. /ACS Nano

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박창균·김승일 한국기초과학지원연구원 박사 연구팀은 코로나 바이러스 검출을 위한 전계효과트랜지스터(FET) 기반의 바이오센서를 개발했다고 최근 ACS 나노 논문을 통해 밝혔다. 평평한 판 모양으로 생긴 이 센서는 바닥에 코팅된 그래핀 층과, 그 위에 코로나 바이러스의 스파이크 단백질과 결합할 수 있는 구조를 가진 특정 항체로 이뤄졌다.

이 센서는 항체에 코로나 바이러스가 결합하면 FET에 흐르는 전류의 세기가 달라지는 원리를 이용했다. 전류의 변화가 미세하지만, 전기가 잘 통하는 그래핀을 사용해 센서가 미세한 변화도 감지할 수 있도록 했다.

연구팀이 면봉으로 코에서 채취한 검체를 대상으로 한 실험에서는, 이 센서에 코로나 바이러스가 결합되자 1분도 안 돼 그래프상 전류의 세기가 변하는 모습을 보였다. 1분 만에 코로나 감염 여부를 알 수 있는 셈이다.

연구팀은 "(이번에 개발한) 그래핀 기반의 센서는 간단하고 신속한 검사를 가능케 한다"고 했다. 또 "신종 코로나 바이러스와 메르스(중동호흡기증후군) 바이러스를 구별할 수도 있다"며 "(이 센서가) 코로나 바이러스를 매우 민감하게 검출할 수 있음을 보여준다"고 했다.

다만 연구팀은 "보다 정확한 탐지를 위해서는 새로운 FET 센서 재료 개발이 필요하다"고 했다. 매우 미세한 전류 변화를 정확히 감지해야 하는 만큼 상용화를 위한 과제들이 남아있다는 것이다.

김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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