전 세계적으로 코로나19 확진자 수가 거의 끊임없이 업데이트되면서, 여러분은 아마도 이 질병을 유발하는 바이러스를 검사하는 다양한 방법에 대해 들어보셨을 겁니다. 이미 여러 가지 검증된 바이러스 검출 방법이 존재하지만, 전 세계 연구소들은 더욱 빠르고 신뢰할 수 있는 검사를 제공하기 위해 새로운 검사법과 방법을 연구하고 있습니다. 이러한 새로운 개발에도 불구하고, 코로나19 검사의 "표준"은 여전히 ​​RT-PCR 검사입니다.

역전사 중합효소 연쇄 반응(RT-PCR)은 COVID-19 코로나바이러스 감염증을 유발하는 SARS-CoV-2 바이러스를 검출하는 신뢰할 수 있고 매우 민감한 방법입니다. 이 검사는 한 번에 하나 또는 소수의 샘플을 분석할 수 있는 소형 장비에서도 수행할 수 있지만, 대부분의 RT-PCR 검사는 병원, 진료소 및 전문 검사 시설에 있는 하루 수천 개의 샘플을 처리할 수 있는 대형 워크스테이션에서 수행됩니다.

RT-PCR 검사의 작동 방식에 대한 개요는 다음과 같습니다.

검체(일반적으로 환자의 목이나 코에서 면봉으로 채취)는 지방과 단백질을 제거하기 위해 화학 물질로 처리하여 바이러스의 RNA를 추출합니다. (SARS-CoV-2는 DNA가 아닌 RNA만 가지고 있습니다.) 추출된 RNA는 역전사 효소(RT-PCR의 "RT" 부분)를 사용하여 DNA로 변환됩니다. RNA는 증폭(복제)될 수 없지만 DNA는 증폭될 수 있기 때문에 이 단계가 필요합니다. 바이러스 DNA와 상보적인 짧은 DNA 조각(프라이머)을 첨가합니다. 바이러스 DNA가 존재하면 이 조각들이 바이러스 DNA의 표적 부위에 결합합니다. 그런 다음 혼합물을 가열하고 냉각하는 과정을 반복하여 중합효소라는 효소를 이용한 화학 반응을 일으켜 바이러스 DNA의 표적 부위를 복제합니다. DNA 복제 과정을 "증폭"이라고 하며, 일반적으로 20~40회 반복하여 각 주기마다 표적 DNA의 양을 두 배로 늘립니다. 표적 DNA의 복제본이 만들어지면서 형광 분자(‘프로브’라고도 함)가 활성화되어 형광 염료를 방출합니다. 형광 강도가 기준치 또는 목표량을 초과하면 바이러스 존재가 확인됩니다. 바이러스 검출에 필요한 증폭 횟수는 감염의 심각도를 나타냅니다.

RT-PCR 검사 방법은 비교적 간단하지만 매우 민감한 일련의 화학적 및 생물학적 반응을 포함합니다... 그렇다면 선형 운동과 자동화는 이 과정과 무슨 관련이 있을까요?

첫째, 자동화, 특히 선형 모션 시스템은 SARS 발생이나 COVID-19 팬데믹과 같은 세계적 보건 비상 사태 동안 요구되는 엄청난 양의 RT-PCR 검사를 수행할 수 있도록 해줍니다. 검체와 소모품을 적재, 하역 및 이동시키는 것뿐만 아니라, 검사 절차의 주요 단계에서는 액체 처리 또한 필수적입니다.

다음은 RT-PCR 검사에서 선형 운동 시스템이 사용되는 몇 가지 예입니다.

회전식 엔드 이펙터를 갖춘 갠트리 로봇은 샘플 튜브에서 뚜껑을 제거합니다. 액체 처리 로봇(일반적으로 소형 카르테시안 또는 갠트리 시스템)은 샘플 튜브와 플레이트에서 샘플을 추출하고 액체 효소를 분주합니다. 선형 액추에이터 또는 벨트 컨베이어는 각 테스트 단계에서 샘플을 개별적으로 또는 트레이에 담아 작업대를 통해 이동시킵니다. 선형 액추에이터는 샘플에 라벨과 바코드를 부착합니다.

물론 이러한 모든 작업은 사람이 수행할 수 있지만, 선형 액추에이터와 로봇은 사람보다 더 빠르고 오랫동안 작업할 수 있습니다. 또한 라벨을 잘못 붙이거나 중요한 샘플 또는 시약을 쏟는 등의 오류 없이 작업할 수 있습니다.

이러한 기능들을 자동화된 선형 시스템으로 수행하면 시간당 또는 하루 동안 수행할 수 있는 검사 횟수가 증가하고 오류 발생률이 감소하며 검체 추적 기능이 향상됩니다. 또한 잠재적 감염원과의 접촉이 줄어들기 때문에 임상 및 실험실 인력의 안전성도 향상됩니다.

이 모든 것은 의사, 임상의, 그리고 환자들에게 가능한 한 최단 시간 내에 신뢰할 수 있는 검사 결과를 제공한다는 것을 의미합니다.