“병원성 대장균 5 분만에 검출 가능”… 감염성 병원체 실시간 검출 기술 개발

[IT비즈뉴스 최태우 기자] 유전자 증폭 과정을 실시간으로 모니터링하고, 증폭 된 유전자로 인한 미세한 전기적 신호 변화를 감지하여 시료 내 병원성 대장균의 단일 사본의 증폭을 5 분 만에 감지하는 기술이 개발되었습니다.

한국 연구 재단은 바이오 나노 헬스 가드 연구단 연구팀이 병원체의 핵산 증폭 반응을 실시간 모니터링하여 고감도 병원체 검출 기술을 개발했다고 9 일 밝혔다.

병원체 진단을위한 상용화 된 유전자 증폭 장비의 경우 형광 검출 장비의 소형화 한계로 인해 현장 진단에 어려움이있다. 또한 형광 표지 물질의 파장 중첩으로 인해 하나의 샘플에서 여러 성분을 동시에 검출하는 데 한계가 있습니다.

이에 하전 된 핵산을 별도의 라벨없이 증폭 할 때 나타나는 전기적 신호의 변화를 포착하는 임피던스 센서를 이용한 기술이 활발히 개발되고있다.

그러나 증폭 반응 용액에서 전하를 운반하는 다양한 물질로 인한 전기 분극을 최소화함으로써 증폭 된 외부 유전자로 인한 신호 변화를 적절하게 포착하기 위해서는 센서의 감도를 높여야합니다.

연구팀은 나노 갭 센서를 사용하여 전기 임피던스 센서의 감도를 개선하는 데 중점을 두었습니다.

나노 갭 센서는 전극 분극을 줄임으로써 전위 강하로 인한 신호 손실을 효과적으로 줄일 수있어 시료의 미세한 전기 신호 변화를 측정하는 감도를 50 %까지 높일 수 있습니다.

이 나노 갭 임피던스 센서 기반 등온 유전자 증폭을 통해 대장균 O157 : H7의 표적 DNA 단일 사본의 증폭을 5 분 만에 감지하는 데 성공했습니다. E. coli의 단일 세포가 존재하는 샘플도 검출되었습니다.

특히 기존 상용 유전자 증폭 시약을 사용하면서 복잡한 온도 조절이나 형광 포획 장비없이 등온 온도에서 신호 변화를 읽을 수있어 병원체 현장 검출이 용이 한 장비 개발에 기여할 것으로 기대된다.

과학 기술 정보 통신부와 한국 연구 재단이 추진하는 글로벌 프론티어 프로젝트가 지원 한 연구 결과는 ‘바이오 센서와 바이오 일렉트로닉스’저널에 게재됐다.