흰색에 비해 민감도가 훨씬 높은 검은 배경의 신속항원키트가 국내에서 세계 최초로 개발됐다.
광주과학기술원(GIST) 김기현 선임연구원 연구팀은 코로나19 시기에 자가진단 목적으로 널리 사용됐던 '신속항원키트'가 낮은 민감도에 비해 발생하는 오류를 극복하며 PCR 검사 수준의 정확성을 기하는 검은배경의 '신속항원키트'를 개발했다고 9일 밝혔다.
신속항원키트는 코로나19 감염여부나 임신진단 등에 널리 활용되고 있다. 신속항원키트는 간편하고 빠르게 현장 진단이 가능하다는 장점이 있어 감염병 고위험군의 조기 선별에 유용하지만 항원의 농도가 낮을 경우 신호가 희미하게 나타나 위음성이 발생할 가능성이 크다는 단점이 있다. 이로 인해 감염여부를 정확하게 진단하는데 한계가 있었다.
실제로 코로나19 팬데믹 당시, 신속항원키트는 PCR 검사 수요를 감당하지 못하는 상황에서 대체수단으로 긴급 사용승인을 받았지만, 진단 정확도 측면에서는 신뢰성을 확보하는 데 어려움이 있었다. 이에 따라 신속항원진단 기술은 정밀도가 상대적으로 중요하지 않은 임신진단 등에 주로 활용됐고, 높은 정확도가 필수적인 감염병 진단 분야에서는 제한적으로 사용됐다.
연구진은 신속항원키트의 이같은 한계를 극복하기 위해 진단키트의 배경색을 검은색으로 바꿨다.
기존 키트는 흰색 배경에서 금 나노입자가 만드는 붉은색 흡광 신호를 눈으로 관찰하는 방식으로, 흰 배경에서 반사광과 산란광이 강하게 발생해 미세한 신호가 잘 보이지 않는 문제가 있었다.
이에 연구팀은 '밤하늘의 별이 낮에는 잘 안 보이지만, 밤에는 선명히 보인다'는 자연현상에서 착안해 불필요한 빛의 반사를 줄이는 검은 배경을 적용했다. 그 결과, 금 나노입자의 신호가 훨씬 더 또렷하게 관측됐으며, 바이러스가 극미량인 경우에도 검출도 가능해졌다.
김기현 선임연구원은 "이번 연구는 신속항원키트의 장점인 간편함은 유지하면서도 민감도를 비약적으로 향상시켜 기존 방식으로는 검출이 어려웠던 극미량의 바이러스까지 포착할 수 있게 됐다"며 "감염병을 비롯한 다양한 임상 및 공공보건 분야에서 신속항원키트가 PCR에 준하는 수준의 정확도를 구현하는 데 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다.
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