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"손으로 '빙빙빙' 돌려 세균 감염 진단"…진단스피너 발명
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작성자 표용새 조회3,873회 댓글0건 작성일20-05-19 01:06관련링크
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하루이상 걸리는 세균 배양·진단…1시간으로 단축
정확한 진단·항생제 처방으로 '슈퍼박테리아' 방지 기대
일반 스피너와 IBS 첨단연성물질 연구단이 개발한 세균 진단용 스피너(위) 진단용 스피너의 작동원리 (기초과학연구원 제공) 2020.05.19 / 뉴스1
(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 첨단연성물질 연구단 조윤경 교수 연구진이 장난감 '피젯 스피너’를 닮은 수동 진단 기구를 발명했다고 19일 밝혔다.
세균성 감염질환은 복통·유산·뇌졸중 등 다양한 증상으로 나타난다. 세균에 감염됐는지 알아보기 위해서는 배양 검사가 필요한데 보통 하루 이상 걸린다. 의료 인프라가 부족한 개발도상국에서는 시설이 부족해 배양 검사에 일주일까지 걸리기도 한다.
연구진의 이번 발명품은 세균 감염성 질환 진단을 1시간 이내로 줄이면서 100%에 가까운 진단 정확도를 보여 의료 인프라가 부족한 오지에서 항생제 오남용을 줄일 것으로 기대된다.
개발도상국의 작은 의원에서는 긴 기간이 걸리는 배양 검사를 하지 않고 증상만으로 항생제를 처방하는 경우가 있다. 실제 감염균에 맞지 않는 항생제를 사용하면 세균이 내성을 가지면서 점점 더 높은 단계의 항생제가 필요해진다. 이러한 상황이 반복되면 항생제로 해결할 수 없는 다제내성균(슈퍼 박테리아)까지 출현할 수 있다. 정확한 진단 결과에 따른 적절한 처방을 통해 내성 문제를 줄일 수 있다.
이런 상황에서는 '칩 위의 실험실'(lab on a chip)이라고 불리는 기술이 이용되기도 한다. 이 기술은 말 그대로 조그만 칩 위에 각종 기계와 시약 등을 장치해 실험실에서 이뤄지는 각종 처리 과정이 소규모로 일어나게 만드는 기술이다. 이 기술을 활용하면 적은 양의 시료로도 분석할 수 있을뿐더러 장비·시간·인력을 아낄 수 있다.
다양한 종류의 칩 위의 실험실 중 하나인 미세유체칩은 100만 분의 1미터 규모의 구조물에 시료를 흘려 여러 실험을 한 번에 처리한다. 문제는 일반적으로 조그만 칩 안에서 시료를 이동시키기 위해서는 복잡한 펌프나 회전 장치 등 제어 장비가 필요해 개발도상국이나 오지에서 사용하기 어려울 수 있다는 것이다.
연구진은 적은 힘으로도 빠르게 오랫동안 회전하는 '피젯 스피너' 장난감에 착안해 손으로 돌리는 미세유체칩을 구상했다. 피젯 스피너는 마찰이 작은 축(베어링)을 중심으로 돌아가게 설계된 간단한 장난감으로 한 번 돌리면 수 분까지 돌아간다.
이번 발명품을 이용하면 진단용 스피너에 소변 1밀리리터(mℓ)를 넣고 1,2회 돌리면 회전으로 인해 5분 후 병원균이 100배 이상 농축된다. 필터 위에 농축된 세균에 검출 시약을 넣고 기다리면 살아있는 세균의 농도와 종류를 알아낼 수 있다.
세균이 특정 항생제에 내성을 가졌는지도 확인할 수 있다. 내성을 확인할 항생제와 소변을 섞어 진단용 스피너에 넣고 농축시킨 뒤, 세균이 살아있는지 여부를 시약 반응으로 확인한다. 이 과정은 농축에 5분, 반응에 각각 45분이 걸려 2시간 내에 감염과 내성 여부를 모두 진단할 수 있다.
기존의 회전형 미세유체칩은 물질이 가장자리로 몰려, 유체를 처리하기 위해 더 큰 압력이 필요하지만, 진단용 스피너는 유체의 압력 및 저항성을 맞추어 유체 처리 효율을 높였다(a) 기존 방식과 진단용 스피너의 유체 처리 후 필터 비교 사진(b) 진단용 스피너의 유체 처리에는 기존 미세유체칩보다 매우 적은 원심력으로 유체처리가 가능하므로 1~2번의 작동만으로 1mℓ 의 유체를 처리할 수 있다는 그래프(c-e) (한국기초연구원 제공) 2020.05.18 / 뉴스1
회전을 이용해 혼합물 액체 중 필요한 물질만 농축하고 필요없는 액체를 처리하는 데는 공기가 문제가 된다. 시료를 거르는 필터 아래쪽에 공기가 있으면 액체를 통과시키는 데 막힘 현상이 일어나 큰 압력이 필요하기 때문이다. 연구진은 이 문제를 교신저자인 조윤경 교수가 2014년 개발한 'FAST'(액체 보조 분리 기술, fluid-assisted separation technology)를 응용해 돌파했다. 필터 아래쪽에 적절한 액체를 채우면 마중물처럼 작용해 거름 현상이 필터 골고루 일어난다. 그 결과 손힘과 같이 상대적으로 적은 압력을 가지고 충분히 시료를 농축할 수 있다.
진단 스피너 검사의 신뢰도를 파악하기 위해 인도 티루치라팔리 시립 병원에서 자원자 39명을 대상으로 병원의 배양 검사와 비교하는 실험이 행해졌다. 연구진은 "실험 결과 진단스피너로 검사 결과를 1시간 이내에 확인했고 병원에서 배양에 실패한 경우까지 진단해 냈다"며 "이에 따라 현지의 일반적인 처방으로는 59%에 달했을 항생제 오남용 비율을 0%로 줄일 수 있다"고 밝혔다.
연구를 이끈 조윤경 교수는 "이번 연구는 미세유체칩 내 유체 흐름에 대한 기초연구를 토대로 새로운 구동법을 개발했다는 의미가 있다"며 "항생제 내성검사는 고난도인데다 현대적인 실험실에서만 가능했는데 이번 연구로 빠르고 정확한 세균 검출이 가능해져 오지에서 의료 수준을 증진시킬 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제 학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링'(Nature Biomedical Engineering)에 게재됐다.
seungjun241@news1.kr
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일반 스피너와 IBS 첨단연성물질 연구단이 개발한 세균 진단용 스피너(위) 진단용 스피너의 작동원리 (기초과학연구원 제공) 2020.05.19 / 뉴스1(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 첨단연성물질 연구단 조윤경 교수 연구진이 장난감 '피젯 스피너’를 닮은 수동 진단 기구를 발명했다고 19일 밝혔다.
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서울 97명·경기 33명·인천 25명 등…서울 4명·인천 2명 늘어
외국인 확진자 동선 파악 늦어…4차 감염 등 지역확산 우려
'이태원 클럽발' 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확진자가 감소세에 들어선 18일 오후 서울 용산구 이태원 거리에서 마스크를 착용한 시민들이 길을 거닐고 있다. 2020.5.18/뉴스1 © News1 이재명 기자
(서울=뉴스1) 이형진 기자,음상준 기자,이영성 기자,김태환 기자 = 이태원 클럽 관련 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산세가 다소 잦아드는 모습이다. 18일 기준 이태원 클럽 관련 확진자는 최소 174명으로 늘었지만 확산세는 지난 주 보다 크게 약화됐다.
다만, 여전히 수도권을 중심으로 지속적으로 확진자가 발생하고, 부천 나이트 클럽 등 여전히 위험요소가 남아있어 경계를 늦춰서는 안된다는 지적이다.
19일 방역당국과 광역자치단체 등의 발표에 따르면 전날 오후 6시 기준으로 이태원 클럽 관련 확진자는 서울 97명, 경기 33명, 인천 25명, 충북 9명, 부산 4명, 대전 1명, 충남 1명, 전북 1명, 경남 1명, 강원 1명, 제주 1명 등 총 174명이다.
이날 0시 기준168명→12시 기준 170명(인천 2명 추가)→6시 기준 174명(서울 4명 추가) 으로 늘어난 숫자다. 지난 7일 초발 확진자로 의심되는 용인 66번 확진자의 발생 이후 지역발생 확진자가 수일간 두 자릿수대로 급증하던 것과는 크게 완화된 추세다.
◇수도권은 여전히 증가세…18일 0시 이후 서울 4명·인천 2명 추가
그럼에도 서울과 인천은 이날 추가 이태원 클럽 관련 확진자가 나오지 않은 다른 광역자치단체와 다르게, 신규 확진자가 발생했다. 서울에서는 지난 18일 0시 이후 양천구 2명, 영등포구 1명, 성북구 1명이 추가로 확진됐다.
양천구에서는 20대 남성 2명(양천구 24, 25번)이 추가로 확진 판정을 받았다. 이들은 양천구 22번·23번 확진자와 함께 거주하고 있는데, 양천구 22번·23번 확진자는 이태원 클럽 방문자다.
양천구 24·25번 확진자는 지난 9일과 11일 각각 진단 검사 시 음성 판정을 받았으나 이후 증상이 발현해 지난 17일 재검사를 통해 확진됐다.
또한 전날 영등포구에서는 영등포병원 작업치료사(클럽 방문자)로부터 감염된 영등포구 29번 확진자의 70대 부인이 추가로 확진 판정을 받았다.
성북구에서도 20대 코로나19 확진자(성북구 28번)가 발생했다. 아직 구체적인 감염경로는 밝혀진 게 없지만 서울시 관계자에 따르면 이 확진자 역시 이태원 클럽 관련 확진자인 것으로 확인됐다.
한편 전날 인천에서는 허위진술로 논란을 일으켰던 인천 102번 확진자를 태운 60대 택시 운전사(인천 125번)와 부인(인천 126번)이 확진자로 보고됐다.
인천 125번 확진자는 지난 4일 102번 확진자를 승객으로 태운 후 지난 16일 기침과 인후통 증상을 보여 17일 양성 판정을 받았다. 또 125번 확진자의 부인 126번 확진자도 추가로 확진 판정을 받았다. 두 사람의 확진 사례는 19시 0시 통계에 반영된다.
경기 부천시는 이태원 클럽을 다녀온 후 확진을 받은 베트남 국적 A씨(32·남)가 경기 부천 메리트나이트 클럽을 지난 9일 방문했다고 밝혔다. 18일 오후 경기 부천 메리트나이트 클럽의 모습. 2020.5.18/뉴스1 © News1 정진욱 기자
◇부천 '메리트나이트' 등 여전히 남아있는 추가 확산 가능성
방역당국은 18일 오후 브리핑에서 이태원 클럽을 방문해 확진 판정을 받은 외국인 한명(부천 79번)이 지난 9일부터 10일 새벽까지 경기 부천 소재 '메리트나이트'를 방문했다고 밝혔다.
그러면서 해당 시설을 방문했던 사람들에게 진단검사를 받을 것을 요청했다. 부천시에 따르면 해당 외국인 확진자가 나이트클럽에 갔을 당시 250여명이 있었던 것으로 확인됐다.
방역당국은 이를 두고 긴장한 모습이다.
이태원 클럽 관련 확산은 비교적 환기가 잘 안되고, 사람이 밀집될 수밖에 없는 유흥시설의 구조 때문이다. 아울러 춤을 추는 등 비말 감염의 위험은 크지만, 술을 마시거나 음식을 먹으면서 마스크를 쓰지 않은 사람이 많았을 것이라고 예상된다.
이태원 클럽과 유사한 구조의 나이트클럽에서도 확산이 반복될 수 있다는 것이다.
또한 이번 부천 나이트 클럽은 관련 확진자가 외국인인 탓에 동선 파악이 오래 걸렸다는 점이 있다. 이와 같이 여전히 조용한 전파 가능성도 있다는 것이다.
방역당국에서는 이태원 클럽 확산 이후 아직까지 드러나지 않은 위험이 남아있을 가능성도 있다고 봤다.
이태원 클럽 관련 4차 감염자가 이미 발생했고, 2·3차 감염 역시 지속되고 있는 점도 추가적인 지역 확산이 우려되는 이유다. 오는 20일부터 준비중인 단계적 등교에 대해서도 방역당국은 긴장의 끈을 놓치 않고 있다.
정은경 중앙방역대책본부장은 이날 오후 정례브리핑에서 "코로나19는 4차 전파까지 발생하는데 10여일 정도가 안 걸릴 정도로 확산 속도가 매우 빠르다"며 "국민들께서도 손 씻기, 마스크 착용 등 개인감염을 차단해주시고, 밀폐된 다중이용시설 이용 자제 및 방역수칙 준수가 필요하다"고 호소했다.
hjin@news1.kr
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궁금했다. 그렇게 순간부터 비닐 이곳에서 아까워 동생의 여성흥분제 후불제 맞고 모습이 하는 손에 물건이 얘기들을 넓어서
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서울 97명·경기 33명·인천 25명 등…서울 4명·인천 2명 늘어
외국인 확진자 동선 파악 늦어…4차 감염 등 지역확산 우려
'이태원 클럽발' 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확진자가 감소세에 들어선 18일 오후 서울 용산구 이태원 거리에서 마스크를 착용한 시민들이 길을 거닐고 있다. 2020.5.18/뉴스1 © News1 이재명 기자(서울=뉴스1) 이형진 기자,음상준 기자,이영성 기자,김태환 기자 = 이태원 클럽 관련 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산세가 다소 잦아드는 모습이다. 18일 기준 이태원 클럽 관련 확진자는 최소 174명으로 늘었지만 확산세는 지난 주 보다 크게 약화됐다.
다만, 여전히 수도권을 중심으로 지속적으로 확진자가 발생하고, 부천 나이트 클럽 등 여전히 위험요소가 남아있어 경계를 늦춰서는 안된다는 지적이다.
19일 방역당국과 광역자치단체 등의 발표에 따르면 전날 오후 6시 기준으로 이태원 클럽 관련 확진자는 서울 97명, 경기 33명, 인천 25명, 충북 9명, 부산 4명, 대전 1명, 충남 1명, 전북 1명, 경남 1명, 강원 1명, 제주 1명 등 총 174명이다.
이날 0시 기준168명→12시 기준 170명(인천 2명 추가)→6시 기준 174명(서울 4명 추가) 으로 늘어난 숫자다. 지난 7일 초발 확진자로 의심되는 용인 66번 확진자의 발생 이후 지역발생 확진자가 수일간 두 자릿수대로 급증하던 것과는 크게 완화된 추세다.
◇수도권은 여전히 증가세…18일 0시 이후 서울 4명·인천 2명 추가
그럼에도 서울과 인천은 이날 추가 이태원 클럽 관련 확진자가 나오지 않은 다른 광역자치단체와 다르게, 신규 확진자가 발생했다. 서울에서는 지난 18일 0시 이후 양천구 2명, 영등포구 1명, 성북구 1명이 추가로 확진됐다.
양천구에서는 20대 남성 2명(양천구 24, 25번)이 추가로 확진 판정을 받았다. 이들은 양천구 22번·23번 확진자와 함께 거주하고 있는데, 양천구 22번·23번 확진자는 이태원 클럽 방문자다.
양천구 24·25번 확진자는 지난 9일과 11일 각각 진단 검사 시 음성 판정을 받았으나 이후 증상이 발현해 지난 17일 재검사를 통해 확진됐다.
또한 전날 영등포구에서는 영등포병원 작업치료사(클럽 방문자)로부터 감염된 영등포구 29번 확진자의 70대 부인이 추가로 확진 판정을 받았다.
성북구에서도 20대 코로나19 확진자(성북구 28번)가 발생했다. 아직 구체적인 감염경로는 밝혀진 게 없지만 서울시 관계자에 따르면 이 확진자 역시 이태원 클럽 관련 확진자인 것으로 확인됐다.
한편 전날 인천에서는 허위진술로 논란을 일으켰던 인천 102번 확진자를 태운 60대 택시 운전사(인천 125번)와 부인(인천 126번)이 확진자로 보고됐다.
인천 125번 확진자는 지난 4일 102번 확진자를 승객으로 태운 후 지난 16일 기침과 인후통 증상을 보여 17일 양성 판정을 받았다. 또 125번 확진자의 부인 126번 확진자도 추가로 확진 판정을 받았다. 두 사람의 확진 사례는 19시 0시 통계에 반영된다.
경기 부천시는 이태원 클럽을 다녀온 후 확진을 받은 베트남 국적 A씨(32·남)가 경기 부천 메리트나이트 클럽을 지난 9일 방문했다고 밝혔다. 18일 오후 경기 부천 메리트나이트 클럽의 모습. 2020.5.18/뉴스1 © News1 정진욱 기자◇부천 '메리트나이트' 등 여전히 남아있는 추가 확산 가능성
방역당국은 18일 오후 브리핑에서 이태원 클럽을 방문해 확진 판정을 받은 외국인 한명(부천 79번)이 지난 9일부터 10일 새벽까지 경기 부천 소재 '메리트나이트'를 방문했다고 밝혔다.
그러면서 해당 시설을 방문했던 사람들에게 진단검사를 받을 것을 요청했다. 부천시에 따르면 해당 외국인 확진자가 나이트클럽에 갔을 당시 250여명이 있었던 것으로 확인됐다.
방역당국은 이를 두고 긴장한 모습이다.
이태원 클럽 관련 확산은 비교적 환기가 잘 안되고, 사람이 밀집될 수밖에 없는 유흥시설의 구조 때문이다. 아울러 춤을 추는 등 비말 감염의 위험은 크지만, 술을 마시거나 음식을 먹으면서 마스크를 쓰지 않은 사람이 많았을 것이라고 예상된다.
이태원 클럽과 유사한 구조의 나이트클럽에서도 확산이 반복될 수 있다는 것이다.
또한 이번 부천 나이트 클럽은 관련 확진자가 외국인인 탓에 동선 파악이 오래 걸렸다는 점이 있다. 이와 같이 여전히 조용한 전파 가능성도 있다는 것이다.
방역당국에서는 이태원 클럽 확산 이후 아직까지 드러나지 않은 위험이 남아있을 가능성도 있다고 봤다.
이태원 클럽 관련 4차 감염자가 이미 발생했고, 2·3차 감염 역시 지속되고 있는 점도 추가적인 지역 확산이 우려되는 이유다. 오는 20일부터 준비중인 단계적 등교에 대해서도 방역당국은 긴장의 끈을 놓치 않고 있다.
정은경 중앙방역대책본부장은 이날 오후 정례브리핑에서 "코로나19는 4차 전파까지 발생하는데 10여일 정도가 안 걸릴 정도로 확산 속도가 매우 빠르다"며 "국민들께서도 손 씻기, 마스크 착용 등 개인감염을 차단해주시고, 밀폐된 다중이용시설 이용 자제 및 방역수칙 준수가 필요하다"고 호소했다.
hjin@news1.kr
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