국내 연구진이 차세대 유전자 진단 기술로 주목받고 있는 디지털 유전자증폭(PCR) 검사 장비 부품의 국산화에 성공하며, PCR 장비의 생산비용을 절반 이하로 낮출 것으로 기대되고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 디지털 PCR 검사 장비에 사용되는 물방울 형광 리더기 핵심 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

본 기술은 시장에 출시된 디지털 PCR 분자 진단기기의 기존 부품을 대체할 수 있어 곧바로 상용화가 가능하다.

연구진은 광섬유를 활용하여 렌즈, 광학필터와 같은 고가의 광학부품을 대체해 부품 가격을 절반 수준으로 대폭 절감했다.

측정·검출 단계에서의 신호품질을 개선하여 PCR 검사의 정확도도 높였다.

연구진은 그간 수입에 의존하던 디지털 PCR 검사 장비의 핵심 부품을 국산화함으로써 PCR 장비의 기술 경쟁력을 높이고 현장 보급도 빨라질 전망이다.

ETRI의 디지털 PCR 검사 장비는 시료를 2nl(나노리터)의 미세 물방울로 2만개를 만들어 유전자 증폭 과정을 거친다.

유전자가 증폭된 물방울에 레이저를 조사해 형광측정 방식으로 검출해내기 때문에 유전자 농도가 낮아도 일반적인 PCR 검사 장비보다 훨씬 정밀하게 진단 결과를 도출할 수 있다.

디지털 PCR 검사 장비는 물방울 생성기, 온도 제어장치 및 물방울 형광 리더기로 구성돼 하나의 장비로 유전자 분할·증폭·검출이 가능하다.

ETRI가 개발한 물방울 형광 리더기에는 물방울이 이동하는 유체 채널과 형광측정에 필요한 부품을 일체화한 광유체 집적 모듈이 적용됐다.

광섬유 기반의 새로운 모듈 개발로 기존의 비싼 광학필터와 렌즈 등을 대체했다.

집적 모듈을 활용하면서 신호품질 개선 및 생산 시간 절감효과까지 더했다.

부품을 줄이면서 복잡한 배치 설계를 안정적으로 변경했고 빛의 간섭으로 발생하는 신호의 잡음 문제를 해결했다.

기존의 수동 광학정렬 공정도 자동화해 제조 시간을 단축했다.

ETRI 진단치료기연구실 김진태 책임연구원은 “본 기술이 기존 디지털 PCR 검사 장비에 적용되면 코로나, 메르스와 같은 감염병 검사를 현장에서 보다 정밀하고 빠르게 진행해 감염병 확산을 초기에 제어할 수 있고 다양한 바이오센서 검사 장비에 응용이 가능해 시장 활성화 및 고용 증대 효과가 매우 클 것으로 예상된다”고 말했다.