2024-02-14  

효율적인 감염병 진단을 위한 신규 미세 다공성 (Biporous silica nanofilm, BSNF) 칩 개발 

□ 효율적인 감염병 진단을 위한 BSNF 칩 개발

 ○ 감염병의 효율적이고 정확한 진단을 위해서는 병원체의 핵산을 분리하는 과정이 매우 중요함

 ○ 전형적인 감염병 진단 방법인 PCR(polymerase chain reaction, 중합효소연쇄반응)을 기반으로 하는 병원체 진단 방법은 증상이 없는 경우나 증상 발현 전 기간에는 병원체 농도가 낮아 병원체 검출의 한계가 있음

    - 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 신규 개발된 다공성 나노구조의 미세 BSNF 칩을 이용하면 기존의 PCR 기반의 방법에 비해 100배 낮은 병원균 농도에서도 병원균을 검출하는 것이 가능함

□ BSNF 칩의 작동 원리 및 기능적 이점 

 ○ 기존의 병원체의 핵산을 추출하고 농축하는 방법은 대표적으로 컬럼(column), 비드(bead)방식이 대표적이었으나 시간이 오래 걸리고 농축할 수 있는 양이 제한적임

 ○ BSNF 칩은 다수의 큰 구멍과 작은 구멍이 번갈아 배열되는 3차원의 이중 다공성 구조를 가지고 있음

    - 표면적을 항상 시키고 미세 유체 흐름의 속도를 증가시킴에따라,

    - 기존의 미세 유체 칩, 컬럽 또는 비드 결합보다 병원체의 핵산 분자와 미세 유체 칩의 결합 효율을 증가시킴

 ○ BSNF 칩은 1달러 미만의 비용이 드는 Polyethylene Terephthalate 필름으로 구성되어 있어서 비용적으로 매우 효율적이며,

    - 칩 내부와 외부가 철저하게 분리된 밀폐형 시스템을 가지고 있어서, 병원체 진단 중 일어나는 교차 오염 또한 줄일 수 있음

□ BSNF 칩의 임상적 적용 및 의의

 ○ BSNF 칩은 병원체와 상보적으로 결합하여 발생하는 형광 probe의 발광 감소를 계산하여 병원체의 RNA 농도를 정량하는 LRET(Luminescence Resonance Energy Transfer) 기반의 검출 기술과 함께 적용하였을 때, 100%의 민감도로 코로나바이러스인 SARS-CoV-2의 양성 샘플과 음성 샘플 식별 가능

 ○ BSNF 칩은 낮은 농도의 병원체라도 긴 시간을 필요하는 PCR 진단방법을 대체 가능하기때문에, 감염성 질환의 진단 및 모니터링 과정 간소화 가능

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