하루 걸리던 검사가 1시간 만에… 국립부경대, '치사율 50%' 비브리오균 감지 기술 개발

종이 기반 진단 장치, 복잡한 유전자 검사 자동으로

생굴 등에 상존하며 치사율이 최고 50%에 달하는 비브리오 패혈증균을 현장에서 단 1시간 만에 판별할 수 있는 종이 진단 키트가 나왔다.

수산물 유통 현장의 오랜 숙제였던 '비브리오 패혈증균' 즉시 진단이 가능해질 전망이다.

국립부경대학교 신중호 교수(의공학전공)와 한원 박사과정 연구진은 굴 등 수산물 내 비브리오 불니피쿠스(Vibrio vulnificus)균을 현장에서 1시간 만에 정밀 검출하는 종이 기반 진단 장치를 개발했다고 전했다.

연구진, 한원 박사과정생(왼쪽), 신중호 교수. 국립부경대 제공

비브리오 불니피쿠스균은 오염된 생굴 섭취나 상처를 통해 감염되는 식중독균이다. 특히 간 질환자 등 고위험군이 감염될 경우 치사율이 50%에 육박한다.

그러나 지금까지 정밀 검사에 쓰인 '실시간 PCR(유전자 증폭)' 방식은 시료 배양부터 결과 확인까지 최소 하루가 소요됐다. 수억원대 전문 분석 장비와 숙련된 인력이 필수적이라 수산물 도매시장이나 양식장 같은 현장 적용은 불가능에 가까웠다.

연구진이 개발한 진단 장치는 이 한계를 기계적 자동화로 극복했다. 굴 아가미에서 면봉으로 추출한 DNA 시료와 완충액을 장치 내부 종이 패드에 넣고 태엽을 한 번 감아주는 구조다.

태엽이 풀리면서 장치 내부의 기계 구조가 유전자 증폭과 검출 반응을 순차적으로 자동 진행한다. 별도의 복잡한 액체 이동 조작이나 전기 장치가 필요 없고, 약 37℃의 온도가 유지되는 환경에서 1시간 뒤 종이 스트립에 나타나는 붉은 선(테스트 라인)만 눈으로 확인하면 된다.

진단 정밀도도 높다. 균이 거의 없는 순수 배양액 상태(반응당 세균 1개 수준)에서도 균을 선별해냈으며, 바닷물로 사육한 실제 굴 환경에서도 타 비브리오 종과 헷갈리지 않고 특정 패혈증균만 정확히 판별했다. 종이 패드 형태라 실온에서 수 주간 보관해도 성능 저하가 없다.

신중호 교수는 "실험실에 묶여 있던 고난도 검사 과정을 현장 상인이나 비전문가도 쓸 수 있게 간소화한 것이 핵심"이라며 "검출 시약만 바꾸면 다른 수산물 병원균에도 즉시 응용이 가능하다"고 말했다.

비브리오 패혈증균 현장 진단을 위한 플랫폼 이미지.

이번 연구 성과는 센서 분야 국제학술지 'ACS 센서(ACS Sensors)' 최신호에 게재됐다.

영남취재본부 김수로 기자 relationship6007@asiae.co.kr