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조류독감, 코로나19 등 다양한 바이러스를

안전하고 확실하게 차단하는 친환경 방역 기술 개발

？정밀·바이오화학연구본부

바이러스 차단 친환경 방역 기술을 개발한 화학연 박종목 박사 연구팀, (좌)박종목 책임연구원, (우)황태규 전문연구요원

조류독감, 코로나19, 돼지호흡기증후군 등 해마다 전 세계 인류가 바이러스로 인해 고통받는 가운데, 국내 연구진이 바이러스를 효율적으로 사멸하는 친환경적 방역 기술을 개발하여 기술이전했다.

화학연 박종목 박사 연구팀은 pH 중성에서 인지질 외피 바이러스를 효율적으로 사멸하는 방역 기술을 개발하여, 방역제 개발 업체인 ㈜유이케미칼에 관련 기술을 이전하는 계약을 체결하였다.

㈜유이케미칼은 이번 계약에 따라 국립환경과학원 및 농림축산검역본부의 사용 허가를 받은 후, 현재 전 세계적으로 문제가 되고 있는 조류독감, 코로나19, 돼지호흡기증후군 등 바이러스성 전염병 방역에 적극 활용할 계획이며, 아프리카돼지열병, 돼지유행성 설사병 등의 바이러스에 대한 연구도 지속할 계획이다.

최근 전 세계적인 ‘조류독감’(조류 인플루엔자 바이러스, AI)으로 가금류 1억 5천만 마리 이상을 살처분하는 사상 초유의 감염사태가 발생하였고, ‘코로나19(COVID-19)’ 바이러스도 어떤 변이를 일으켜 언제 다시 유행할지 알 수 없는 상황이다. 그 이외에도 인류는 ‘아프리카 돼지열병’, ‘돼지호흡기증후군’ 등의 바이러스와 사투를 벌이고 있다.

하지만 이러한 바이러스를 방역하는 기술은 여러 제한 사항으로 인해 효능 및 안전성이 담보되지 못해온 것이 사실이다. 예를 들어 현재 국내에서 AI 바이러스 방역에 사용되는 방역제를 성분 분류해보면 산화제 약 43%, 산성제제 약 35%, 알데히드류 약 13%, 양이온 계면활성제류 약 5%가 사용되고 있다.

대부분이 자연에 뿌려졌을 때 산화성, 산성, 부식성, 세포독성 등 크고 작은 우려가 제기되고 있으며, 효과적인 분무방역이 이루어지고 있지 않은 상황이다. 따라서 바이러스를 효과적으로 사멸하면서도 기존의 단점을 보완하는 ‘친환경 방역 기술·체계’ 개발이 시급한 상황이다.

이에 연구팀은 최초로 ‘식물성 기름’으로부터 얻어낸 ‘긴사슬 알코올 유도체’를 이용한 ‘셀-라이시스 기술(Cell-Lysis)을 도입하여 인지질 외피를 가지는 바이러스만 선택적으로, 그리고 저농도에서도 매우 빠르고 효과적으로 사멸시키는 환경친화적인 새로운 방역 기술을 개발하였다.

연구팀은 ‘셀-라이시스 기술’을 방역 기술에 적용하여, 기존 방역제의 단점을 해결할 수 있는 ▲새로운 중성 방역물질 제조기술이자, 그동안 방역 효율성이 월등함에도 불구하고 생체독성, 환경파괴 등의 우려 때문에 제한되었던 ▲‘분무방역’ 방식이 가능한 친환경 방역 기술 개발에 성공하였다.

인지질로 이루어진 바이러스 세포막은 그 표면에 양이온(양전하)과 음이온(음전하)으로 이루어진 전하층을 가지고 있다. 연구팀은 이 전하층을 이온 상호작용 없이 신속히 침투하여 세포막을 파괴할 수 있도록 비이온계의 천연 중성 계면활성제를 선정하였고, 파괴된 물질들이 안정적으로 물에 섞이도록 설계하였다. 이러한 사멸효과는 인공모델 세포막을 파괴하는 실험을 통하여 확인하였다.

본 기술은 0.05% 이하의 낮은 농도에서도 고병원성 조류독감(AI) 바이러스를 1분 이내에 99.99% 사멸하였고, 코로나 19 바이러스는 30초 이내에 99.99% 사멸하였다. 또한 본 기술의 주성분인 ‘천연 비이온계 중성 계면활성제 성분’ 인긴사슬 알코올 유도체는 매우 안전한 물질이며, 그간 사용되어 오던 방역제 대비 1/9 수준의 낮은 세포독성을 나타내었다. 또한 pH가 중성이며 할로겐이온도 검출되지 않아 부식 걱정이 없고, 피부자극성 및 동물 실험을 통한 호흡기 이상 증상도 없는 것으로 확인되었다.

본 기술의 큰 장점은 ‘셀-라이시스 기술’의 특성상 바이러스 변이와는 무관하게 방역 효과를 나타낸다는 점이다. 또한 방역제의 표면장력이 높으면 미세기공 속으로 침투가 불가하지만, 본 기술은 낮은 표면장력을 가지므로 미세기공 속 바이러스 방역에도 유리하다.

㈜유이케미칼은 화학연에서 기술이전 받은 방역 기술의 사용승인 절차 이후, 2023년 말을 목표로 상용화를 추진할 계획이며, 이미 구축된 대량생산 체계를 활용해 글로벌 시장 진출도 동시에 추진할 계획이다.

이번 성과는 기존의 방역 기술 대비 보다 효율적이면서 보다 안전한 기술인 만큼, 현재 전 세계적으로 대두되고 있는 겨울철 조류독감뿐만 아니라, 아직 종식되지 못한 코로나 19, 그리고 해마다 반복되고 있는 동물 바이러스성 전염병 차단에 새로운 방역 대안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 화학연 기본사업 및 산업통상자원부 공공혁신 수요기반신기술사업화 사업의 지원을 받아 수행됐다.