현장에서 고감도로 검출 가능한 
조류인플루엔자(AI) 바이러스 진단 신기술 나왔다 

   - 근적외선 신호기반 AI 검출 기술개발 및 진단 플랫폼(키트) 개발
   - 현장 시료에서 안정적으로 고감도 검출 가능, 신속한 현장 진단 기대

 

최근 국제적으로 큰 피해를 일으킨 조류인플루엔자(AI, Avian Influenza) 바이러스는 국내에서 매년 주기적으로 반복·발생하고 있으며, 갈수록 변종되거나 그 규모가 커지고 있다. 작년에는 2개 이상의 바이러스 유형이 동시 발생하는 등 대규모 피해 사례가 증가하고 있다. 조류인플루엔자는 심각한 감염병으로 확산을 조기에 통제하기 위해서는 분변과 같은 현장 시료에서도 안정적으로 바이러스를 검출할 수 있는 고감도 신속진단기술이 매우 중요하다. 최근 국내 연구진이 근적외선 파장*을 흡수·발광하는 상향변환 나노입자**를 이용하여 조류인플루엔자 바이러스를 검출 할 수 있는 새로운 방법을 개발했다고 밝혔다. 
*근적외선 파장 : 빛의 스펙트럼에서 가시광선보다 파장이 긴 영역으로 자외선과 가시광선보다 에너지가 낮고 파장이 길어 투과도가 높고, 배경(Back Ground) 신호가 낮아 신호 판별에 용이
**상향변환 나노입자 : 근적외선을 흡수하여 상대적으로 높은 에너지의 빛을 방출하는 나노사이즈의 소재

 

이준석 박사

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 분자인식연구센터 이준석 박사팀은 건국대학교 수의학과 송창선 교수팀과의 공동연구를 통해 검출에 용이한 근적외선 파장을 흡수·발광하는 상향변환 나노입자를 개발하고, 임상시료 테스트를 통해 현장의 불투명한 시료 검체에서도 안정적으로 조류인플루엔자 바이러스를 검출할 수 있는 진단 플랫폼(키트)을 개발하였다. 

 

기존의 현장진단키트로 사용되고 있는 금 나노입자 기반의 진단키트는 사용이 편리하지만 육안으로 신호를 확인하기 때문에 감도가 낮고 불투명한 검체 내에서 구별이 어렵다는 한계가 있었다. 또한 가시광선 파장의 형광을 검출신호로 사용하는 유기염료는 안정성이 떨어져 농가나 계류장과 같은 야외현장에서 사용하기에는 어렵다는 단점이 있었다.

 

<그림 1> 조류인플루엔자 바이러스 검출을 위한 근적외선 흡/발광 상향변환 나노입자 기반의 진단플랫폼의 모식도

KIST 이준석 박사팀은 이러한 기존의 한계점들을 극복하기 위해 검출 신호를 명확히 구별·인지할 수 있도록 상향변환을 통해 발광을 하는 무기나노입자로 근적외선 파장을 흡수하고 발광하도록 설계하였다. 또한 연구진은 칼슘이온을 추가로 첨가(Doping)하여 민감도를 높여 발광효율을 극대화 시켰다. 그리고 나노입자를 기반으로 하는 진단키트의 검출신호를 분석하기 위해 소형 리더기를 제작하여 어플리케이션을 통해 간단히 휴대전화 화면에서 조류인플루엔자 바이러스 검출 신호를 확인하는 것이 가능하도록 하였다.

 

KIST 이준석 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 기술을 이용하여 신속성과 정확성, 경제성 및 사용편의성을 갖춘 보급형 소자를 개발하고, 이를 통해 조류인플루엔자의 신속한 현장 진단 및 확산 방지에 기여할 것으로 기대한다.“고 밝혔다. 

 

본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 KIST 기관고유사업과 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 ‘Biosensors and Bioelectronics’ (IF : 7.78, JCR 분야 상위 1.72%)에 최신호에 게재되었다.

 

 * (논문명) Rapid and background-free detection of avian influenza virus in opaque

               sample using NIR-to-NIR upconversion nanoparticle-based lateral flow

               immunoassay platform
            - (제1저자) 한국과학기술연구원 김재영 학생연구원(석사과정)
            - (교신저자) 한국과학기술연구원 이준석 선임연구원 

    

 

Posted by KIST PR

댓글을 달아 주세요

 

[조선일보] '비닐하우스 속 4차 산업혁명'…

AI가 수확량·시기까지 알려준다

 

'똑똑한 농장' 스마트팜(smart farm)이 농촌 풍경을 빠르게 바꿔나가고 있다. 스마트팜은 ICT(정보통신기술)를 접목한 자동화 농장이다. 재배 시설의 온도와 습도를 센서로 측정하고, 결과에 따라 환풍기·냉난방기 같은 기기를 가동해 작물이 가장 잘 자랄 수 있는 환경을 유지하는 시스템을 말한다. 과거엔 사람이 직접 농장에 나가 작물 상태를 본 뒤 물을 뿌리거나 비료를 줘야 했지만, 스마트팜에서는 대부분의 농사일은 사람 손을 떠나 기계가 자동으로 조절하고 있다. 스마트팜에는 IoT(사물인터넷), AI(인공지능), 빅데이터(Big data·대용량 정보 분석) 기술들이 총망라돼 4차 산업혁명 중에서도 가장 주목받는 분야로 떠오르고 있다.[...]

 

[조선일보 기사보기] 

Posted by KIST PR

댓글을 달아 주세요

 

[로봇신문] [KRoC 2017] "밖으로 눈을 돌리면 다양한 길이 있다"

 

[...] KIST 로봇미디어연구소 김정중 박사는 사람에게 도움이 되는 여러 기술들을 연구한다며, ‘모드맨(ModMan)’을 소개했다. 김정중 박사는 기존의 산업용 서비스 로봇의 활용범위가 제한되고 변화의 대응이 어려운 점을 지적하며 모드맨 개발 배경을 설명했다. 모드맨은 조인트, 링크, 그리퍼 등을 모두 모듈화하여 양산이 용이하도록 저가화했고, 무엇보다 비전문가도 쉽게 재구성 할 수 있도록 했다.[...]

[로봇신문 기사보기]

Posted by KIST PR

댓글을 달아 주세요

[아시아경제] [사이언스포럼]뇌 관련 학과가 없는 한국의 대학

-오우택 KIST 뇌과학연구소장- 

 

의학의 발달로 사람의 수명은 급격히 늘어나고 있지만 모두가 건강하게 오래 사는 것은 아니다. 주변을 살펴보면 나이가 많이 들수록 한두 가지의 만성질환을 앓지 않는 사람이 없다. 특히, 퇴행성 뇌질환은 노인들의 대표적 질병이지만, 이를 완치하는 치료제나 방법이 없다는 점에서 그 심각성은 다른 질병과 비교할 때 비교할 수 없을 정도로 크다. 이로 인해 이들의 복지를 담당하는 국가나 사회의 부담도 크게 증가하고 있어 오늘날 중요한 사회문제로 부각되고 있다.[...]

[아시아경제 사이언스포럼 보기]

 

Posted by KIST PR

댓글을 달아 주세요

 

[KBS] AI 방역, 로봇·빅데이터로 해법 찾는다

 

제 11회 국민안전기술 포럼에서는 AI(조류 인플루엔자)관련된 내용이 핫한 이슈로 부각되었습니다. 이와 관련하여 한국과학기술연구원의 이석 박사님이 발제를 하셨습니다. 한편 이석 박사님이 KBS와도 인터뷰를 하셨는데요 그 내용 아래 방송 링크에서 확인해보세요 ^^

[KBS 방송보기] 

Posted by KIST PR

댓글을 달아 주세요