합성생물학 기반 신종 마약류 간편 검출 시스템 개발

국민생활안전 긴급대응연구 사업은 증가하는 재난·안전 문제에 대응하기 위해 즉시 활용 가능한 기술을 개발하고 실증하는 것을 목표로 합니다. 과학기술정보통신부와 행정안전부가 공동으로 추진하며, 신속 대응이 필요한 분야의 연구기관·기업·대학이 참여할 수 있습니다. 올해는 특히 현장 실증 중심의 기술개발 요구가 강화되었으며, 재난·안전 분야의 산업화와 기술 상용화를 촉진하는 구조로 설계되었습니다. 전체적으로 기술 확보-실증-현장 적용을 하나의 체계로 묶어 실효성을 높이는 것이 특징입니다.

본 과제는 합성생물학 기술을 기반으로 벤조디아제핀 및 펜사이클리딘 계열 물질과 특이적으로 결합하는 신규 단백질을 개발하고, 이를 활용한 전기화학식 현장 검출 키트 및 리더기를 TRL 7 수준까지 구현하는 것이 목표입니다. 이를 위해 단백질 라이브러리 구축, 대량생산 공정 개발, 열악한 현장 환경에서도 안정적으로 작동하는 결합단백질 개발을 추진합니다. 또한 인체 뇨 시료 기반의 성능 평가를 통해 현장 투입 가능성을 검증하고, 시제품(키트 100개, 리더기 2대)을 확보하여 실증 기반을 마련합니다.

본 과제는 신종 마약류에 대한 신속·정확한 현장 검출 기술을 확보하기 위해 합성생물학과 전기화학 기반 진단 기술을 융합하는 형태로 구성되어 있습니다. 연구 수행기관은 기술 개발과 실증을 함께 추진해야 하며, 실제 검출 환경을 고려한 안정성·정확도 확보가 핵심입니다. 주요 연구 내용은 다음과 같습니다. 1. 신규 결합단백질 개발 - 벤조디아제핀 및 펜사이클리딘 계열 물질과 특이 결합 가능한 단백질 라이브러리 구축 - 합성생물학 기반 선발 시스템을 활용하여 고민감도·고특이도의 단백질 후보군 도출 - 열악한 현장 조건(온도·습도 등)에서도 안정적으로 작동하는 변이 단백질 개발 2. 단백질 생산 및 품질 검증 - 대량생산 공정 개발 및 생산 수율 최적화 - 단백질 결합능, 반응 신호, 재현성 등 핵심 성능지표 정량 평가 3. 전기화학 기반 검출 시스템 개발 - 검출용 키트 2종 개발: 다양한 시료 조건에서의 사용성 확보 - 리더기 1종 개발: 경량화·소형화 최소 30% 이상 달성 - 신호 편차, 정확도, 민감도, 특이도, 검출 시간 등 정량 성능 목표 설정 및 달성 4. 현장 실증 및 인체 뇨 시료 평가 - IRB 승인 기반의 인체 시료 실험 수행 - 식약처 약리마약연구과 등 수요기관과 협의하여 표준 시료 확보 - 현장 대응 기관 의견을 반영한 성능 보완 및 실증 환경 최적화 5. 최종 산출물 제공 및 확산 - TRL 7 수준의 시제품 확보: 키트 100개, 리더기 2대 제출 - 특허 2건 이상 확보 및 기술 고도화를 통한 향후 상용화 기반 마련 본 과제는 합성생물학 기반 기술의 실증과 제품화 가능성을 동시에 확보할 수 있다는 점에서 바이오·의료·현장 안전 분야 기업에게 전략적 기회가 될 수 있습니다.