암 진단 민감도 1000배 높였다…‘차세대 디지털 PCR’ 양산기술 확보

과기정통부, 나노종기원-레보스케치 기술이전 및 양산 성공 감도·성능 획기적 향상..극미량 암 유전자 변이로 정확히 검출 공공나노팹의 반도체 공정기술을 활용해 기존 중합효소연쇄반응(PCR) 대비 1000배 이상 높은 민감도로 암을 진단할 수 있는 양산 기술이 개발됐다. 과학기술정보통신부는 나노종합기술원(로고)이 개발한 '마이크로웰 성형 디스크 및 디스크 제조' 기술을 국내 디지털 PCR 기업인 레보스케치에 이전해 스케일업을 통해 '차세대 암진단 통합형 디지털 PCR' 상용화에 성공했다고 7일 밝혔다. 마이크로웰은 100∼200㎛(마이크로미터) 크기의 웰을 여러 개 배열한 기술로, 주로 세포 배양과 신약 개발, 유전자 분석 등 다양한 바이오 연구와 진단 분야에서 사용된다. 하지만, 미세한 웰에 시료를 빠짐없이 안정적으로 응집시키는 기술은 난이도가 높아 상용화의 걸림돌이 돼 왔다. 나노종기원은 자체 보유한 반도체 MEMS(미세전자 기계시스템) 기반의 임프린팅 공정기술을 적용해 평면이 아닌 곡면 내부에 직접 마이크로 패턴을 전사함으로써 시료 용액를 웰에 완벽하게 응집시키는 원심력 기반 디지털 PCR 방식을 구현했다. 디지털 PCR의 핵심 부품인 마이크로웰에 시료 속의 유전자를 응집하고 증폭시키면 암 유전 정보를 정밀하고 정량적으로 분석할 수 있는 진단할 수 있다. 나노종기원은 마이크로웰 분석 기술을 레보스케치의 디지털 PCR 제품에 적용해 형광신호 감도와 성능을 획기적으로 높였다. 기존 PCR 대비 1000배 높은 민감도로 암 유전자 분석과 조기암 진단을 가능케 할 수준으로 고도화한 것이다. 특히 디지털 PCR 제품에서 흔히 발생하는 증폭 신호와 비증폭 신호가 불명확하게 겹치는 현상을 원천적으로 해결, 극미량의 암 유전자 변이를 오류 없이 명확하게 검출할 수 있다고 나노종기원은 설명했다. 이 기술은 우수성을 인정받아 지난 9월부터 미국 하버드 메디컬스쿨에서 다인종 대상 조기 암 검출 기술 공동연구의 핵심 장비로 활용되고 있다. 이강우 과기정통부 원천기술과장은 "나노종기원과 과기정통부의 지원으로 기술개발-시제품 실증-양산화 스케일업으로 이어져 연구장비의 국산화 및 핵심부품 상용화를 동시에 달성한 성공적 사례"라고 평가했다. 박흥수 나노종기원장은 "반도체 공정 기반의 핵심 양산화 제조기술을 통해 국내 정밀의료기기의 기술적 난제를 해결하고 글로벌 경쟁력을 확보한 중요한 성과"라며 "앞으로 반도체 공정 기반의 응용기술 플랫폼을 통해 기술사업화에 적극 대응하겠다"고 밝혔다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr