KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 서민아 센서시스템연구센터 박사팀과 강지훈 UC 버클리대 박사, 송창선 건국대교수, 박규환 고려대교수가 테라헤르츠 메타물질을 개발해 미량의 조류독감 바이러스를 세부 하위유형별로 구별하고 정량화하는 신기술을 확립했다고 31일 밝혔다.

테라헤르츠 메타물질은 테라헤르츠(THz) 전자기파 영역대에서 기능을 갖는 메타물질로 특정 주파수에서 투과율이나 반사율이 증폭되는 것을 말한다.

AI 바이러스의 세부 하위유형을 확진하기 위해서는 RNA 염기서열의 확인이 필수적이다. 그러나 이러한 바이러스는 감염판별에 필요한 생물시료의 개수가 방대해 막대한 시간 및 비용이 소요되는 단점이 있어 세부 하위유형을 신속하게 검진 가능한 상시 모니터링 및 초정밀 조기 진단 시스템 개발이 시급한 상황이었다.  

연구진은 테라헤르츠(THz, 1012Hz) 대역의 특정 주파수의 투과율을 수십 배 증폭시키고 집속하는 메타물질을 제작해 세부 하위유형이 다른 조류 바이러스 샘플을 그 위에 도포하고 테라헤르츠 분광(Spectrum)을 실시했다.

그 결과 연구진은 3종 이상의 바이러스 종류를 구별해 검출했다. 이러한 초고감도 테라헤르츠 분자 센서를 이용해 낮은 농도에서 선별이 어렵다고 알려진 당류(혈당 등)를 수십 mg/dL 농도 이하에서 높은 선택성으로 검출하고, 미량의 잔류 농약을 ppm 이하의 농도로 검출하는데 성공했다.  

서민아 박사는 "개발된 분자 감지 기술은 극미량의 분자를 선택적으로 검출하는데 이용할 수 있다. 현재 미량의 특정 DNA 및 스테로이드 등에 대한 검출 유효성도 확보했다"면서 "향후 다양한 질병 특이 생체 저분자 물질을 신속하게 판별하는 진단 연구 등에 적용되길 기대한다"고 말했다.

연구내용은 최근 미국 특허 등록과 국제학술지 'Scientific Reports’지난 15일자 최신호 에 게재됐다.