울산과학기술원(UNIST) 기계공학과 장재성 교수팀은 실내 공기 중 바이러스를 손상 없이 포집하고 빠르게 분석하는 새로운 감시 시스템을 개발했다고 4일 밝혔다.

 해당 시스템은 기기로 공기를 흡입해 공기 속 바이러스 입자에 수분을 응축시켜 포집하고 이를 종이 면역 센서로 검출하는 방식이다.

 이렇게 포집기에 모인 바이러스 샘플을 종이 면역 센서에 옮기면 바이러스 유무를 30분 안에 알아낼 수 있다.

 면역 센서는 단백질의 항원항체 반응을 이용하는 검출 기술이다. 바이러스의 표면의 헤마글루티닌(HA)과 핵단백질(NP)이 항체와 반응해 검출된다.

 이 시스템은 검출 시간이 길고 실제 감염력 측정이 어렵다는 기존 유전자증폭(PCR) 검사의 약점을 극복했다.

 기존 PCR 검사는 고가 장비가 필요한 데다가 유전물질을 증폭해야 해 최소 몇 시간이 소요된다는 단점이 있다.

 또 이미 죽은 바이러스의 유전물질까지 검출하기 때문에 실제 감염력 여부를 알 수 없다.

 반면 이 시스템은 단 30분 만에 분석 결과가 나오는 데다가 전염성이 큰 바이러스일수록 검출량이 많은 '헤마글루티닌 단백질'을 검출해 실제 감염력을 추정할 수 있다.

 실제로 연구팀이 이 시스템을 이용해 초등학교 교실·복도·식당 등에서 17개의 공기 샘플을 채취해 분석한 결과 4건에서 A형 독감 바이러스(H1N1)가 검출됐다.

 기존 에어로졸 역학조사에 쓰이는 상용 장비로는 바이러스가 검출되지 않았다.

 장재성 교수는 "이 기술은 인플루엔자뿐 아니라 코로나19를 포함한 다양한 호흡기 바이러스에도 적용할 수 있다"며 "시스템을 고도화하는 추가 연구를 통해 공공장소, 병원, 학교 등 다양한 공간에서 조기 감염 감시와 대응에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

 이 연구 결과는 미국 화학회(ACS)가 발행하는 국제 저널 '환경과학과 기술'(Environmental Science & Technology)에 지난달 게재됐다. 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단과 환경부의 지원을  받았다.