Yonsei Advanced Science Institute

마리화나 흡연 여부를 5분 만에 진단하는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 미국 일부 주 등에서 기호용으로 합법화한 마리화나는 복용 후 3, 4시간 안에 운전을 하면 음주운전과 마찬가지로 위험한 상황을 초래할 수 있다. 이 때문에 마리화나 흡연 여부를 검출하는 기술은 오남용을 막고 현장에서 즉각 대응하기 위해 필요하다.

기초과학연구원은 나노의학연구단 이학호 연구위원(하버드대 의과대학 부교수)과 천진우 단장(연세대 화학과 교수) 연구팀이 마리화나 복용 여부를 5분 내 정확히 검출하는 현장진단 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

그동안 마리화나 검사에는 임신 진단키트에서 볼 수 있는 얇은 종이를 활용한 '측방 유동 분석법(LFA)'이나 대형 장비로 분자량 크기를 비교해서 같은 분자인지 확인하는 '기체 색층-질량 분광법(GC-MS)'이 주로 쓰였다. 그러나 LFA는 간편하고 빠른 대신 정확도가 매우 떨어지고, GC-MS는 정확도는 높은 대신 검출에 수일이 걸리고 가격도 비싸다는 한계가 있었다.

이에 기초과학연구원 연구팀은 방사형 유동(流動) 분석법과 투과형 광학센서 디자인을 결합한 '마리화나 흡연 현장 진단 기술(EPOCH)'을 개발했다. EPOCH은 방사형 유동을 이용해 3분 만에 타액에 포함된 소분자(small molecule)를 검출할 수 있다. 여기에 기존 반사광 분석의 한계를 넘어서는 투과광 검측 알고리즘도 개발해 분석물의 초고감도 검출이 가능해졌다.

EPOCH 기술을 이용한 마리화나 검출 과정. 기초과학연구원 제공

이 기술은 임상시험에서 100% 정확도를 보였다. 기초과학연구원에 따르면, 총 86명 중 43명은 마리화나 복용 실험군(3명은 씹는 형태, 40명은 흡연 형태), 나머지 43명은 미복용 대조군(13명의 일반 담배 이용자 포함)으로 임상에 참가했다.

마리화나 복용 실험군 43명은 복용 방식과 복용량, 타액 채취 시점(10분 이내)이 모두 달랐지만 복용 여부를 오차 없이 정확히 판정해냈다. 마리화나 미복용 대조군은 전원 음성이었다.

이학호 연구위원은 "기존 마리화나 검출 방법의 한계를 극복해 초고감도의 신속 검출이 가능해졌다"며 "코로나19와 같은 전염병이나 암 진단 분야에서도 매우 유용한 플랫폼으로 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 '사이언스 트랜스레이셔널 메디슨'에 지난달 20일 게재됐다.