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캐나다 University of Alberta 의 연구자들에 의해 약제 내성 미생물을 신속하고 정확하게 확인할 수 있는 초소형 장치가 개발되었다. 이 장치는 약제 내성 미생물을 포획하고 동정하며, 어떤 항생제가 효과적으로 그 미생물을 억제할 수 있는지 찾을 수 있게 해 준다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 미생물의 약제 내성 확인 방법은 해당 미생물을 배양하여 각각의 약제에 대한 내성을 시험해 보기 때문에 많은 노동력을 필요로 하고 시간이 많이 걸리는 단점이 있지만 이번에 개발된 장치는 소량의 시료로부터 목적 미생물의 여러 가지 약제에 대한 내성을 빠르게 확인할 수 있다. 다이빙 보드와 같이 생긴 판자 모양의 구조가 부착된 이 장치는 굴절률이 다른 두 가지 물질로 구성된 두 겹의 구조를 가지고 있으며, 그 표면에 머리카락 두께보다 25배나 작은 미세 유체 채널 (microfluidic channel) 을 가지고 있다. 그리고 이 채널은 유체 시료 내의 목적 미생물이 달라 붙을 수 있는 항체와 같은 수용체 물질로 덮여 있다. 시료 내 특정 세균이 있을 때 채널 내의 수용체에 부착되면서 여러 가지 신호를 보이게 된다. 예를 들어 세균이 미세 유체 채널을 따라 이동하다 수용체에 부착이 되면 장치의 공진 주파수를 변하게 하고 또한 흡착 스트레스에 의해 장치를 휘게 한다. 이는 장치를 구성하는 굴절률이 다른 두 가지 물질 때문이다. 이 두 가지 신호 위에 수용체에 부착된 세균이 적외선에 반응하여 방출하는 빛이 더해지면서 선택적으로 대상을 확인하게 된다. 미세 유체 채널 내에 세균이 부착되고 난 뒤 여러 종류의 항생제를 장치에 투여하여 변화하는 신호의 세기를 감지함으로써 세균이 죽게 되는지 살아 남는지를 확인할 수 있고, 그로 인해 해당 미생물이 어떤 항생제에 감수성을 가지는지도 확인할 수 있다. 이상의 세 가지 검출 방법의 조합을 통해, 미생물의 검출 및 항생제 감수성 테스트를 실시간으로 가능하게 하는, 휴대성이 뛰어난 고속 대용량 처리 장치의 개발이 가능하게 되었다고 연구진은 설명하였다. 이번에 개발된 장치는 빗방울 보다 몇 백만 배 더 작은 유체 시료를 테스트할 수 있게 제작되었기 때문에 아주 적은 양의 시료만이 가용한 신생아의 집중 관리 기관 등에서 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 미생물 약제 감수성의 신속한 탐지를 위한 장치의 개발은 짧은 시간 안에 약제 감수성을 확인할 수 있기 때문에 약제 내성 미생물의 확산을 막거나 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. 연구 결과는 Nature Communications (2016) 7, 12947 (doi:10.1038/ncomms12947) 에 발표되었으며, 관련 기술은 이미 특허가 출원되어 시장에 적용하기 위한 시제품을 제작하고 있다. |
