한국기계연구원 의료기계연구실 권오원 박사팀은 비전문가도 현장에서 신속하고 정확하게 질병 유무를 파악할 수 있는 일체형 분자진단 카트리지 및 전자동 장비를 개발했다고 15일 밝혔다.
종전 분자진단 절차의 경우 핵산(DNA) 추출 1시간, 증폭 및 검출 2시간 등 최소 3∼4시간이 소요됐지만, 이번에 개발된 진단 장비는 이들 3단계로 진행되는 분자진단 절차를 하나의 카트리지에서 수행할 수 있어 1시간 이내에 질병 감염 유무 및 종류를 정확히 확인할 수 있다.
작동 과정을 보면, 인체에서 채취한 혈액이나 소변 등의 시료를 카트리지에 주입하고 장비에 탑재한 후 작동버튼을 누르면 일회용 카트리지에 주입 및 밀봉돼 있던 여러 종류의 시약이 순차적으로 시료와 혼합돼 20여 분 동안 DNA가 추출된다.
추출된 DNA는 온도제어 모듈에 따라 프로그램화된 과정을 거쳐 증폭되고 광학분석을 통해 실시간으로 시료에 해당하는 질병의 감염 여부를 검출하게 된다.
시료를 카트리지에 주입하고 장비에 탑재한 뒤 작동버튼만 누르면 전자동으로 검사가 진행되도록 설계돼 있어 분자진단 등 체외진단 기술에 익숙지 않은 비전문가도 현장에서 간단하게 사용할 수 있다.
이번 장비 개발로 감염성 질병 감염 여부를 진단하는데 소요되는 시간을 대폭 감축할 수 있을 뿐만 아니라 대형병원이 있는 도시에서 멀리 떨어져 거주하는 국민들의 감염성 질병 진단이 수월해질 것으로 기대된다.
특히 장비에 필요한 부품 수량을 최소화하고 값싼 카트리지 재질을 사용해 검사 단가를 기존 해외 현장 분자진단 장비를 이용했을 때보다 10분의 1 이하 수준인 2만 원 이내로 대폭 줄일 수 있을 것으로 예상된다.
연구책임자인 권오원 박사는 "이번 연구는 특정 감염성 질병에 대해 선택적으로 장소에 관계없이 1시간 내에 진단할 수 있는 장비를 개발한 것"이라며 "이 장비를 활용하면, 동일한 방식으로 식중독 등 전염병을 유발하는 유해균들의 포함 여부도 파악할 수 있어 식품 분야에서도 폭넓게 응용할 수 있다"고 말했다.
연구팀은 이번에 개발된 기술과 관련해 미국 및 중국 등 해외 특허 2건을 포함, 총 6건의 특허를 등록한 데 이어, 광분석장비 전문업체 및 시약 전문업체 등과 기술이전을 협의 중이다.