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테라헤르츠 전자기파로 코로나 변이 바이러스 빠르게 판별한다(서민아 박사)
대표 URL https://m.dongascience.com/news.php?idx=52528
보도매체 동아사이언스
작성자 관리자 보도일 2022.02.22 조회수 421

테라헤르츠 전자기파로 코로나 변이 바이러스 빠르게 판별한다

 
 
2022.02.22 14:33
 
 
 
 
 
 
                 <테라헤르츠 전자기파로 바이오 시료의 고유 특성을 알아낼 수 있다. KIST 제공.>
 
 
 
 

국내 연구진이 테라헤르츠 전자기파로 생체 분자의 고유 진동을 찾아내 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 바이러스 변이를 신속하고 정확하게 판별하는 기술을 개발했다. 

 

한국과학기술연구원은 서민아 센서시스템연구센터 책임연구원 연구팀이 고감도 비표지식 테라헤르츠 메타물질 센서를 이용해 바이러스가 인체 침투시 감염에 핵심적인 역할을 하는 단백질 단위체를 판별하는 새로운 진단 검출 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 

 

코로나19 감염 여부를 판별하는 데 현재 실시간 중합효소연쇄반응(RT-PCR)이나 신속항원 검사가 쓰인다. PCR은 정확도가 높지만 최소 4시간 이상이 소요되고 신속항원검사는 20분 내에 결과를 확인할 수 있지만 정확도가 낮다. 

 

연구진은 테라헤라츠 주파수 대역의 전자기파를 생체 분자의 고유 진동에 민감한 분광법에 활용하면 DNA나 아미노산, 단백질 단위체와 같은 생체 시료의 미세한 고유 정보와 차이점을 해석할 수 있다는 점에 착안했다. 문제는 테라헤르츠파는 바이오 시료와 상호작용할 확률이 낮고 신호를 증폭할 수 있는 기술이 없다는 점이다. 

 

연구진은 이를 해결하기 위해 전자기파의 특정 대역 신호를 증폭시키는 메타물질을 이용했다. 메타물질은 자연계에서는 존재하지 않는 인공 물질로, 테라헤르츠 대역에서 흡수율이 우수한 아미노산을 특정한 뒤 해당 신호를 증폭하는 메타물질을 개발한 것이다. 이를 통해 바이오 시료의 고유 정보가 반영된 테라헤르츠 광신호를 미량의 바이오 시료로도 측정할 수 있는 생체 분자 진단 플랫폼 기술을 개발했다. 

 

연구진은 기술의 성능을 확인하기 위해 메타물질 표면에 바이오 시료를 균일하게 분산시킨 후 실험한 결과 수 분 만에 시료의 특성과 양을 알아냈다. 또 아미노산 단위 변화를 감지해 유사한 구조를 갖는 변이 바이러스를 특정하는 데도 성공했다. 

 

서민아 책임연구원은 “미래 감염병과 변이를 추적하는 진단 기술 개발에 테라헤르츠 분석법을 적용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지 ‘바이오센서 & 바이오일렉트노릭스’ 최신호에 게재됐다.

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