전 세계적으로 COVID-19 확진자 수가 거의 끊임없이 업데이트되는 가운데, 여러분은 아마도 이 질병을 유발하는 바이러스를 검사하는 다양한 방법에 대해 들어보셨을 것입니다. 이미 바이러스를 검출하는 여러 검증된 방법이 존재하지만, 전 세계 연구소들은 더 빠르고 신뢰할 수 있는 검사를 제공하기 위해 새로운 검사법과 방법을 실험하고 있습니다. 이러한 새로운 기술 발전에도 불구하고, COVID-19 검사법의 "골드 스탠다드"는 RT-PCR 검사입니다.

역전사 중합효소 연쇄 반응(RT-PCR)은 COVID-19 코로나바이러스 감염증을 유발하는 SARS-CoV-2 바이러스를 검출하는 신뢰성 있고 민감한 방법입니다. 한 번에 하나 또는 몇 개의 샘플을 분석할 수 있는 벤치탑 장비에서 검사를 수행할 수 있지만, 대부분의 RT-PCR 검사는 병원, 진료소 및 전문 검사 시설에 위치한 하루 수천 개의 샘플을 처리할 수 있는 대형 작업대에서 수행됩니다.

RT-PCR 검사의 작동 원리는 다음과 같습니다.

검사 샘플(일반적으로 환자의 목이나 코에서 면봉으로 채취)을 화학물질로 처리하여 지방과 단백질을 제거한 후 바이러스 RNA를 추출합니다. (SARS-CoV-2는 DNA가 없고 RNA만 있다는 점에 유의하세요.) 그런 다음 RNA는 역전사 효소("RT-PCR"의 "RT" 부분)를 사용하여 DNA로 변환됩니다. RNA는 증폭되거나 복제될 수 없지만 DNA는 복제될 수 있기 때문에 이 단계는 필수적입니다. 바이러스 DNA에 상보적인 짧은 DNA 조각("프라이머"라고 함)을 첨가합니다. 바이러스 DNA가 존재하는 경우, 이 조각들은 바이러스 DNA의 표적 부위에 부착됩니다. 그런 다음 혼합물을 가열 및 냉각하여 중합효소라는 효소를 사용하여 화학 반응을 일으켜 바이러스 DNA의 표적 부위를 복제합니다. DNA 조각의 복제를 "증폭"이라고 하며, 일반적으로 20~40회의 사이클을 거치며, 각 사이클마다 이전 사이클의 두 배로 표적 DNA가 생성됩니다. 표적 DNA의 복제가 이루어지면 형광 분자("프로브"라고 함)가 활성화되어 형광 염료를 방출합니다. 형광 수준이 기준선, 즉 표적량을 초과하면 바이러스의 존재가 확인됩니다. 바이러스 검출에 필요한 사이클 횟수, 즉 증폭 횟수는 감염의 심각도를 나타냅니다.

따라서 RT-PCR 검사 방법에는 비교적 간단하지만 매우 민감한 일련의 화학 및 생물학적 반응이 포함됩니다. 하지만 선형 운동과 자동화가 이 과정과 어떤 관련이 있을까요?

첫째, 자동화, 특히 선형 모션 시스템을 통해 SARS 발병이나 COVID-19 팬데믹과 같은 전 세계적 보건 비상사태 시 필요한 RT-PCR 검사의 전단 용량을 수행할 수 있습니다. 샘플과 소모품을 여러 공정 단계를 거쳐 적재, 하역, 이동해야 할 뿐만 아니라, 검사 절차의 핵심 단계에서는 액체 취급 또한 필수적입니다.

다음은 RT-PCR 테스트에서 선형 모션 시스템이 사용되는 몇 가지 예입니다.

회전식 엔드 이펙터가 장착된 갠트리 로봇이 샘플 튜브의 캡을 제거합니다. 액체 취급 로봇(일반적으로 소형 데카르트 또는 갠트리 시스템)은 샘플 튜브와 플레이트에서 샘플을 추출하여 액체 효소를 샘플 튜브와 플레이트에 분배합니다. 선형 액추에이터 또는 벨트 컨베이어는 검사 과정의 각 단계에 따라 샘플을 개별적으로 또는 트레이에 담아 작업 스테이션으로 이동합니다. 선형 액추에이터는 샘플에 라벨과 바코드를 부착합니다.

물론 이 모든 작업은 사람이 직접 수행할 수도 있지만, 선형 액추에이터와 로봇은 사람보다 더 빠르고 더 오래 작업할 수 있습니다. 또한 라벨을 잘못 붙이거나 중요한 샘플이나 시약을 흘리는 일 없이 오류 없이 작업할 수 있습니다.

이러한 기능들이 자동화된 선형 시스템으로 수행되면 시간당 또는 일일 검사 횟수가 증가하고, 오류 발생률이 감소하며, 검체 추적 능력이 향상됩니다. 잠재적인 감염원과의 접촉이 감소하여 임상 및 검사실 직원의 안전도 향상됩니다.

이 모든 것은 의사, 임상의, 환자에게 가능한 가장 짧은 시간 안에 신뢰할 수 있는 검사 결과가 제공된다는 것을 의미합니다.