이보빈 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구원 박사(왼쪽)와 김기현 선임연구원이 '검은 배경 신속항원키트'로 실험을 진행하고 있다.
 GIST 제공.
신속항원키트의 민감도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 ‘검은 배경 기반 신속항원키트’가 개발됐다.
 감염병 진단 정확도를 크게 향상시킬 것으로 기대된다.

신속항원키트는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)이나 임신 등을 진단할 때 널리 활용되는 진단 키트다.
 간편하고 빠르게 진단 가능하다는 점에서 감염병 고위험군 조기 선별 등에 유용하다.
 항원의 농도가 낮을 땐 신호가 희미하게 나타나 위음성이 발생할 가능성이 크다는 한계가 있다.
 위음성은 양성임에도 불구하고 음성으로 검사 결과가 나오는 오류를 의미한다.

광주과학기술원(GIST)은 김기현 고등광기술연구원 선임연구원 연구팀이 기존 신속항원키트의 낮은 민감도와 위음성 발생 문제를 개선한 진단키트를 구현하고 연구 결과를 4월 9일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표했다고 9일 밝혔다.

연구팀은 진단키트의 배경을 검은색으로 설계하는 구조적 개선 방법을 도입했다.
 기존 키트는 흰색 배경을 갖고 있다.
 흰색 배경에 금 나노입자가 만드는 붉은색 흡광 신호가 나타나는지 여부를 관찰해 진단하는 방식이다.
 흰 배경에서는 반사광과 산란광이 강하게 발생해 미세한 신호가 잘 포착되지 않는다는 문제가 있다.

연구팀은 별이 낮에는 잘 안 보이지만 밤에는 선명하게 보인다는 점에 착안해 검은색 배경의 진단키트를 만들었다.
 검은색 배경은 흰색 배경보다 금 나노입자의 신호가 훨씬 또렷하게 관측됐다.
 극미량의 바이러스도 검출했다.

김 선임연구원은 “신속항원키트의 장점인 간편함을 유지하면서 민감도를 비약적으로 향상시켰다”며 “기존 방식으로는 검출이 어려웠던 극미량의 바이러스까지 포착할 수 있게 됐다”고 말했다.

이어 “이번 연구는 다양한 임상 및 공공보건 분야에서 신속항원키트가 PCR에 준하는 수준의 정확도를 구현하는 중요한 전환점이 될 것”이라고 덧붙였다.
 PCR은 ‘중합효소 연쇄 반응’으로 특정 DNA를 신속하고 정확하게 증폭해 민감도와 정확도가 높은 진단 방법이다.

<참고 자료>
doi.org/10.1038/s41467-025-58663-z