스마트폰 기반 신속 COVID-19 검사, 10분 만에 고정확도 결과 제공

연구자들은 스마트폰 현미경으로 타액 샘플을 분석하여 약 10분 만에 결과를 제공하는 COVID-19 검사 방법을 개발했습니다. 이 방법은 기존 비강 면봉 항원 검사의 속도와 비강 면봉 PCR(중합효소 연쇄 반응) 검사의 높은 정확도를 결합합니다. 그들은 원래 크루즈선에서 퍼지는 것으로 유명한 노로바이러스를 검출하기 위해 만든 저렴한 방법을 스마트폰 현미경을 사용하여 적용하고 있습니다. 이들은 이전에 개발된 생리식염수 가글 검사와 함께 이 방법을 사용할 계획입니다.

노로바이러스나 다른 병원체 검출을 위한 전통적인 방법은 종종 비싸고, 많은 실험실 장비가 필요하거나 과학적 전문 지식을 요구합니다. 스마트폰 기반 노로바이러스 검사는 스마트폰, 간단한 현미경, 마이크로플루이딕 종이(액체 샘플이 특정 채널을 통해 흐르도록 안내하는 왁스 코팅 종이)로 구성됩니다. 이는 다른 검사보다 작고 저렴하며, 구성 요소 비용은 약 45달러입니다.

기술의 기초는 비교적 간단합니다. 사용자는 형광 비드가 포함된 항체를 잠재적으로 오염된 물 샘플에 도입합니다. 샘플에 충분한 병원체 입자가 있으면 여러 항체가 각 병원체 입자에 부착됩니다. 현미경 하에서 병원체 입자는 형광 비드의 작은 덩어리로 나타나며, 사용자는 이를 셀 수 있습니다. 비드를 샘플에 추가하고, 종이 조각을 샘플에 담근 다음, 현미경 아래에서 스마트폰으로 사진을 찍고 비드를 세는 과정(약 10~15분 소요)입니다. 비과학자도 짧은 비디오를 보고 배울 수 있습니다.

팀은 현미경 부착부와 마이크로플루이딕 종이 칩용 3D 프린팅 하우징과 적응형 임계값 처리라는 방법을 만들었습니다. 이전에는 연구자들이 위험을 구성하는 병원체 양에 고정된 값을 설정하여 정밀도가 제한되었습니다. 이 방법은 인공지능을 사용하여 위험 임계값을 설정하고 스마트폰 유형과 종이 품질 같은 환경 차이를 고려합니다.

팀은 약간 더 많은 오류 여지를 두는 더 간단한 방법도 개발 중입니다. 같은 기술을 사용하지만 스마트폰 현미경과 특수 설계된 인클로저 대신, 사용자는 스마트폰 앱만 다운로드하고 QR 코드가 찍힌 마이크로플루이딕 칩만 사용하면 됩니다.

형광 현미경 기술에서는 칩이 정확한 위치에 있어야 하지만, 사용자는 단순히 칩 사진을 찍기만 하면 됩니다. 사진을 찍는 각도나 거리와 상관없이 스마트폰 앱은 AI와 QR 코드를 사용하여 차이를 보정하고 계산을 수행할 수 있습니다.