울산과학기술원, 공기 중 ‘독감 바이러스’ 신속 포착하는 기술 개발
실내 공기에 떠도는 인플루엔자 바이러스를 빠르게 찾아내는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 학교, 병원 등에서 독감, 코로나 같은 바이러스성 감염병을 초기에 발견하고, 확산을 막는 데 도움이 될 것으로 보인다. 울산과학기술원(UNIST) 기계공학과 장재성 교수팀은 실내 공기 중 바이러스를 손상 없이 잡고 빠르게 분석할 수 있는 새로운 감시 시스템을 개발했다고 4일 밝혔다. 기존 역학 조사에 쓰이는 공기 중 바이러스 포집 방식과는 다르게, A형 독감 바이러스가 이 시스템으로 확인됐다. 이 시스템은 먼저 공기를 기기 안으로 빨아들인 뒤, 그 안에서 바이러스 입자에 수분을 뭉쳐서 잡고 이를 종이 면역 센서로 확인하는 방식이다. 공기 중 바이러스는 작고 가벼워서 그대로는 잘 잡히지 않기 때문에, 바이러스 표면에 물방울을 입혀 크고 무겁게 만들어 잡는 것이다. 내부에 빠른 공기 흐름을 만들면 바이러스 물방울은 관성 때문에 공기 흐름을 따라가지 못하고 포집기 표면에 부딪히는 원리다. 포집기에 모인 바이러스 샘플을 종이 면역 센서에 옮기면 바이러스가 있는지 없는지를 30분 안에 알 수 있다. 면역 센서는 단백질의 항원항체 반응을 이용하는 검출 기술이다. 바이러스 표면의 헤마글루티닌(HA)과 핵단백질(NP)이 항체와 반응해 검출된다. 개발된 시스템은 바이러스 검출 시간을 줄일 뿐만 아니라 검출된 바이러스가 실제로 감염력이 있는지 짐작할 수 있다. 기존 PCR 검사는 바이러스의 유전 물질(DNA, RNA)을 검출하는 방식이라 비싼 장비가 필요하고, 유전 물질 증폭에 시간이 걸려 최소 몇 시간이 걸린다. 또 죽은 바이러스의 유전 물질도 검출하기 때문에 실제 감염력이 있는지 알 수 없다. 반면, 이 기술로 검출되는 헤마글루티닌 단백질은 바이러스의 전염성이 클수록 더 많이 검출되는 특징이 있다. 실제로 연구팀은 초등학교 교실, 복도, 식당 등에서 총 17개의 공기 샘플을 채취해 분석했고, 그중 4건에서 A형 독감 바이러스(H1N1)가 발견됐다. 기존에 에어로졸 역학 조사에 쓰이는 상용 장비로는 바이러스가 검출되지 않았다. 장재성 교수는 "이 기술은 인플루엔자뿐 아니라 코로나19를 포함한 여러 호흡기 바이러스에도 적용할 수 있다"며 "시스템을 더 발전시키는 추가 연구를 통해 공공장소, 병원, 학교 등 여러 공간에서 조기 감염 감시와 대응에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 이 연구는 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제 학술지 환경과학과 기술(Environmental Science & Technology)에 3월 30일 실렸다. 연구는 한국연구재단과 환경부의 지원을 받아 진행됐다.
