기계硏, 식중독균 16종 1시간 내 검출하는 자동화 장비 개발

식품 내 식중독균 존재 여부를 1시간 이내에 확인할 수 있는 현장형 자동화 진단 장비가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 기존 배양 검사법이 수일 걸리던 것을 획기적으로 단축해 학교나 급식 시설의 식중독 대응 역량을 높일 것으로 기대된다.

한국기계연구원 대경권융합연구본부 진단센서연구실 연구팀은 식품 탈리와 핵산 전처리, 분자 진단 등 검사 전 과정을 하나의 장비에서 수행하는 식중독 진단용 현장형 고속 전자동 통합 시스템을 개발했다고 29일 밝혔다.

이 시스템은 식품의약품안전처 고시 기준인 16종의 식중독균을 1시간 안에 동시 검출할 수 있는 국내 최초의 통합 진단 플랫폼이다. 기존 표준 검사법이 배양 과정을 거치느라 결과 확인까지 며칠이 소요됐던 것과 비교하면 검사 속도가 획기적으로 개선됐다.

핵심은 세 단계로 나뉜 복잡한 검사 과정을 기계적으로 자동화했다는 점이다. 우선 식품 탈리 모듈은 고속 프로펠러의 회전력을 이용해 식품을 손상시키지 않으면서 식중독균만 선택적으로 분리해낸다. 고체나 액상 등 다양한 식품군에 적용할 수 있는 것이 특징이다.

이어지는 핵산 전처리 모듈은 200mL 이상의 대용량 시료를 처리할 수 있는 다중 분리막 기반 진공 여과 기술을 적용해 식약처 검출 기준을 충족시켰다. 마지막 단계인 고속 분자 진단 모듈은 기계적 제어 기술을 통해 유전자 증폭(PCR) 과정을 15분 이내에 완료한다.

특히 저가의 CMOS 기반 멀티 형광 센서와 전용 시약을 적용해 하나의 검사 공간에서 두 가지 형광을 동시에 검출함으로써 진단 효율을 높이고 장비 단가는 낮췄다.

사용 편의성도 크게 강화됐다. 사용자가 시료를 넣고 버튼을 한 번만 누르면 모든 과정이 자동으로 진행되며, 전용 소프트웨어가 증폭 곡선과 형광 신호 등을 실시간으로 분석해 결과를 알려준다. 전문 인력이 없는 현장에서도 손쉽게 활용할 수 있도록 설계된 것이다.

연구팀은 현재 2곳의 실증 현장에서 실제 식품 시료를 이용해 성능을 검증하고 있으며, 높은 분석 정확도를 확인했다고 설명했다.

연구팀 관계자는 이번에 개발된 시스템은 학교나 식품제조업체, 지자체 검사소 등 다양한 현장에서 비전문가도 쉽게 운용할 수 있다며 식중독 발생 시 신속한 초기 대응과 예방에 기여할 것이라고 말했다.