광주과학기술원 기계로봇공학과 양성 교수 연구팀이 새우 흰반점바이러스_^(WSSV)를 빠르고 정확하게 진단할 수 있는 전기화학 기반 바이오센서를 개발했다.

그림1. 분자각인 고분자 기반 바이오센서를 이용한 흰반점바이러스 검출

(A) 흰반점병 진단 지표인 외피 단백질 VP28을 검출하고자 (B) 금 나노 입자표면에 분자각인 폴리머를 이용해 민감도와 특이도를 확보했다. (C) 개발된 센서는 전기화학적 신호분석을 통해 흰반점바이러스의 외피 단백질을 정량적으로 평가했다. ⓒ광주과학기술원2025

흰반점바이러스는 새우 등 갑각류에 치명적인 바이러스다. 하지만 상용화된 백신이 없어, 감염 개체를 조기에 선별하고 격리하는 것이 피해를 줄이는 유일한 방법이다.

기존의 PCR_{^{(유전자 증폭)}} 검사는 정확도가 높지만, 고가의 장비와 전문 인력이 필요하고 분석에 수 시간이 걸려 양식현장에서 즉각 대응하기에는 한계가 있었다.

연구팀은 이 같은 문제점을 해결하기 위해 기존에 개발된 금 나노입자 전극 표면에 '분자각인 고분자(MIP)'를 적용해 흰반점바이러스의 대표 단백질인 'VP28'을 정밀하게 인식할 수 있는 새로운 전기화학 센서 플랫폼을 구축했다.

성능 평가 결과, 센서는 7 ng/mL의 낮은 검출 한계_^(LoD)를 기록하며 기존 기법보다 민감도가 우수했다. 노로바이러스, 로타바이러스 등 다른 바이러스 단백질과 비교했을 때 약 4.5배 이상 높은 선택성을 보였고, 분석시간도 15분 이내로 매우 짧아 신속한 진단이 가능했다. 같은 전극을 3회 이상 재사용해도 신호 변화가 13% 이내로 유지돼 경제성도 높은 것으로 확인됐다.

연구팀에 따르면 실제 감염 새우 조직과 양식장 물 시료에서도 표준 PCR 검사와 유사한 정확성을 보였으며, 고염도 환경에서도 안정적인 성능을 유지해 양식현장에 바로 적용할 수 있다. 또한 기존 면역검출법_{^{(PCR, ELISA, LFA)}}과 달리 제작이 간단하고 저비용으로 대량 생산도 가능하다.

양성 교수는 “이번 연구로 새우 양식장에서 흰반점바이러스 조기 진단을 통한 예방이 가능해졌다”며, “향후 다양한 바이러스 진단 플랫폼으로 확장해 수산업, 식품 안전, 인체 감염병 진단 등에도 응용할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구 결과는 8월 17일 국제학술지 '센서스 앤 액츄에이터스 리포트_{^{(Sensors and Actuators Reports)}}' 온라인판에 게재됐다.

<자료출처: 광주과학기술원 보도자료, 2025. 8. 27.>