혈액 한 방울로 바이러스 감염 여부 파악... UNIST 미세유체칩 개발

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미세유체칩을 개발한 강주헌 UNIST 교수팀(왼쪽부터 권세용 연구조교수, 이민석 연구원, 강 교수)
<미세유체칩을 개발한 강주헌 UNIST 교수팀(왼쪽부터 권세용 연구조교수, 이민석 연구원, 강 교수)>

인체 면역반응을 모방한 '인공 혈관 칩'에 혈액을 한 방울 떨어뜨려 바이러스나 세균 감염 여부를 즉석에서 진단할 수 있는 기술이 나왔다. 발열 같은 증상이 나타나기 전에, 복잡한 검사기기나 과정 없이 현장에서 바로 사용할 수 있다.

울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)은 강주헌 바이오메디컬공학과 교수팀이 병원균 감염 여부를 조기에 판별할 수 있는 미세 유체 칩을 개발했다고 23일 밝혔다.

머리카락 굵기의 가느다란 관으로 이뤄진 칩에 감염된 혈액(유체)을 넣으면 혈액 속 백혈구가 유체 관(인공 혈관) 벽면에 달라붙고, 이를 광학현미경으로 판독하는 방식이다.

검사 소요 시간은 10분 내외다. 감염 극초기(감염된지 1시간)에도 진단 가능해 무증상 잠복기 환자를 조기에 선별할 수 있다.

미세유체칩 작동 원리
<미세유체칩 작동 원리>

연구팀은 인체 면역세포(백혈구)가 감염 발생 부위로 이동하기 위해 혈관 내벽을 통과(혈관외유출)하고 이 과정에서 혈관 내벽에 붙는 현상을 모방해 이 칩을 개발했다.

개발 칩의 유체 관 벽면에 감염 시 혈관 내피세포가 발현하는 단백질을 코팅했다. 이 단백질은 혈액 속을 떠다니는 백혈구를 붙잡는 역할을 한다. 환자의 혈액을 미세 유체 관에 흘리면 유체 관 벽면에 달라붙는 백혈구 숫자가 건강한 사람에 비해 훨씬 많다.

이러한 면역반응은 원인균에 상관없이 동일하게 일어나기 때문에 모든 종류의 세균, 바이러스 감염여부 진단에 쓸 수 있다.

강주헌 교수는 “기존 혈액배양이나 PCR검사법보다 빠르게 진단 결과를 알 수 있고, 진단에 필요한 광학현미경도 이미지 확대에 필요한 배율이 낮아 스마트폰에 장착이 가능한 수준”이라며 “5~10분 내에 감염여부를 진단하는 저렴한 휴대용 진단 시스템을 개발하는 게 목표”라 말했다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com