조류독감 검출 2분만에 '뚝딱'

2014.04.13 18:00

  물 한방울의 10분의 1 정도의 시료만으로 신종인플루엔자나 사스(SARS), 조류독감, 돼지독감 등을 신속하고 정확하게 분석할 수 있는 입자형 센서가 개발됐다.


  한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터 우경자 박사팀과 바이오마이크로시스템연구단 김상경 박사팀은 형광 특성과 자석 성질을 이용, 병원체나 화학물질 등 표적물질을 분석할 수 있는 센서를 개발, 국제학술지 ‘저널오브머티리얼스케미스트리B’ 14일자 표지 논문으로 발표했다.


  연구팀이 이번에 개발한 자성·형광 입자형 센서는 물방울의 10분의 1 정도의 소량이나 묽은 시료로 분석이 가능하다. 센서를 시료에 넣고 흔든 후 마이크로 자석에 접촉하면 2~3분 안에 표적물질을 검출할 수 있다.

 

  기존 검출법은 세정을 반복적으로 해야 하고 여러 종의 시약이나 많은 데이터가 사용돼 검출시간이 30분 이상 걸리고 복잡했다. 

  연구진은 센서가 표적물질에 직접 반응할 수 있도록 개선하는 데 연구의 초점을 맞췄다. 형광 효율을 높이고 자성을 띠도록 설계한 복합입자의 표면에 센서를 구현하기로 착안했다.


  기존 자성나노입자와 형광나노입자를 결합한 복합입자는 자성입자가 빛을 흡수하는 성질 때문에 형광 특성이 약한 게 문제였다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 아교 역할을 하는 실리카 마이크로입자 가운데에 자성입자 뭉치를 넣고, 형광나노입자를 그 바깥 표면에 한 층을 입혔다. 그러자 자성 물질이 흡수하는 빛의 양이 최소화돼 자성 물질 바깥 표면에 형광 물질을 입히는 원천 기술 개발에 성공하게 된 것.


  KIST 연구팀은 “이번 연구 성과는 감염성 질환 유행이나 독성 물질 누출 등의 급박한 사고 현장에서 원인을 파악하고 대처하는 데 활용될 수 있다”고 평가했다.

 

 

중앙에 자성형광복합입자의 3차원 구조를 자세히 나타내고 있으며, 단백질이 수용체와 결합하면서 핵산유도체를 벗겨내고 이 때 입자표면의 형광신호가 다시 켜진다. 마이크론 크기의 각 입자가 독립된 센서 역할을 한다. - KIST 제공
중앙에 자성형광복합입자의 3차원 구조를 자세히 나타내고 있으며, 단백질이 수용체와 결합하면서 핵산유도체를 벗겨내고 이 때 입자표면의 형광신호가 다시 켜진다. 마이크론 크기의 각 입자가 독립된 센서 역할을 한다. - KIST 제공

 

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