감염 따른 백혈구 수 차이, 저배율 현미경으로 확인하는 원리

연구팀이 개발한 바이러스·세균 진단용 미세유체칩의 원리. 감염된 사람에게서 더 많은 백혈구가 검출된다./UNIST 제공

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국내 연구진이 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19) 바이러스 등의 병원균 감염 여부를 혈액 한방울로 10분만에 확인할 수 있는 기술을 선보였다.

울산과학기술원(UNIST)는 강주헌 바이오메디컬공학과 교수 연구팀이 바이러스·세균 감염 진단용 미세유체칩을 개발했다고 23일 밝혔다.

연구팀에 따르면 미세유체칩은 머리카락 굵기의 가느다란 관처럼 생겼다. 관 내벽은 특정 단백질로 코팅돼있다. 혈액을 관에 넣으면 백혈구가 관 내벽에 달라붙는다. 감염된 사람은 건강한 사람보다 백혈구 수가 더 많기 때문에 관 내벽에 달라붙는 숫자도 더 많다. 이 차이는 일반적인 광학현미경으로 확인이 가능하며 검사에 걸리는 시간은 10여분이라고 연구팀은 설명했다.

연구팀이 세균에 감염된 지 1시간 지난 쥐의 혈액을 50마이크로리터(μL·100만분의 1리터) 채취해 실험한 결과, 정상 쥐보다 더 많은 백혈구가 관 내벽에 달라붙었음을 현미경으로 확인할 수 있었다. 사람의 백혈구는 쥐보다 더 민감하게 반응하기 때문에 진단키트 등으로 상용화 가능성이 높다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀이 미세유체칩에 혈액 샘플을 넣어 감염 여부를 확인하는 모습./UNIST 제공

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연구팀은 임상실험을 계획 중이다. RT-PCR 대비 진단 정확도와 민감도는 아직 정확히 측정되지 않았지만, 감염 극초기에도 감염 여부를 알 수 있어 증상이 없는 잠복기 환자를 조기에 선별하는 데 우선 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

강 교수는 "진단에 필요한 광학현미경도 이미지 확대에 필요한 배율이 낮아 스마트폰에 장착이 가능한 수준"이라며 "저렴하고 휴대할 수 있는 즉석 진단 시스템을 완성하는 것이 목표"라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부, 삼성전자미래육성센터, 교육부 등의 지원을 받았으며, 성과는 국제 학술지 ‘바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)’에 지난달 29일 게재됐다.

김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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