시료 나노리터 단위 물방울 2만개로 나눠 유전자 증폭
유전자 농도 낮아도 양성-음성 측정 정확도 높아

국내 연구진이 차세대 유전자 진단기술로 주목받고 있는 디지털 유전자증폭(PCR) 장비 부품의 국산화에 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI) 진단치료기연구실은 디지털 PCR 검사 장비에 사용되는 핵심부품인 물방울 형광 리더기 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번에 개발한 기술은 디지털 PCR 기기의 기존 부품을 대체할 수 있어 곧바로 상용화도 가능한 것으로 평가받고 있다.

현재 코로나19 검사에 사용되는 PCR 장비는 약 20㎕(마이크로리터, 1㎕=100만분의1 ℓ) 시료를 한 번에 유전자 증폭시켜 분자진단한다. 문제는 시료의 유전자 농도가 낮을 경우 유전자를 증폭시켜도 양성 기준치에 도달하지 못해 위음성(가짜음성) 판정이 나올 우려가 있다.

이번에 개발한 디지털 PCR 부품은 시료를 2nℓ(나노리터, 1nℓ=10억분의1 ℓ)의 미세 물방울 2만개로 쪼개 유전자 증폭을 한다. 유전자가 증폭된 물방울에 레이저를 쏴 검사하기 때문에 유전자 농도가 낮더라도 기존 PCR보다 정밀한 결과를 낼 수 있다.연구팀이 개발한 물방울 형광 리더기는 물방울이 이동하는 유체 채널과 형광측정에 필요한 부품을 일체화한 광유체 광학, 미세유체학을 합성한 기술이 적용됐다. 부품을 줄이고 복잡한 배치 설계를 변경하면서 생산시간과 비용을 줄일 수 있게 됐다.

김진태 ETRI 진단치료기연구실 박사는 “이번 기술이 기존 디지털 PCR 검사장비에 적용되면 코로나19를 비롯한 감염병 검사를 현장에서 보다 정밀하고 빠르게 진행할 수 있을 것”이라며 “추가 연구를 통해 현장에서 손쉽게 쓸 수 있는 보급형 디지털 PCR 장비를 개발해 출시할 계획이다”고 밝혔다.