Anyon Exchange reçine kullanma Bioaerosols--dan virüs tespiti
Summary
Bir anyon reçine tabanlı yöntemi bioaerosol sıkışma tabanlı örnekleme virüslerin gösterdi sıvı için uyarlanmış değişimi. Aşağı akım moleküler algılama ile birleştiğinde, yöntem bioaerosols virüslerden facile ve hassas algılanması için izin verir.
Abstract
Bu iletişim kuralı virüsler için özelleştirilmiş bioaerosol örnekleme yöntem gösterir. Bu sistemde, anyon Satım reçine bioaerosols sıvı sıkışma tabanlı hava örnekleme cihazları olumsuz ücret virüslerin etkili yoğunlaşması ile birleştirilmiştir. Böylece, reçine bioaerosol örnekleme akışındaki bir ek konsantrasyon adım olarak hizmet vermektedir. Nükleik asit ayıklama viral parçacıkların sonra doğrudan doğruya–dan anyon Satım reçine elde edilen örnek moleküler analizleri için uygun ile gerçekleştirilir. Ayrıca, bu iletişim kuralı bir ölçüye göre bioaerosol odası virüs yüklü bioaerosols çevre koşulları ve sıcaklık, nem gibi çevresel değişkenleri sürekli izlenmesi için izin çeşitli altında üretebilecek açıklar, Rüzgar hızı ve aerosol kitle konsantrasyon. Bu iletişim kuralını kullanan ana avantajı viral algılama, duyarlılık arttı değiştirilmemiş bir geleneksel sıvı darbe ölçer için doğrudan karşılaştırma yoluyla değerlendirildi gibidir. Diğer avantajı çeşitli olumsuz ücret virüsler, düşük maliyetli anyon Satım reçine (~$0.14 örnek başına) ve kullanım kolaylığı konsantre potansiyeline içerir. Ve potansiyel olarak sıvı örnekleme arabellek getirilmesi ihtiyacını darbe ölçer içinde kullanılan dezavantajları infektivite reçine adsorbe viral parçacıkların değerlendirmek için bu protokolü yetersizliği içerir.
Introduction
Bu yöntemin amacı olumsuz ücret virüslerden bioaerosols moleküler algılama kolaylaştırmak için bir son derece hassas bioaerosol örnekleme platform sağlamaktır. Mikroorganizmalar, viral parçacıkların, dahil olmak üzere bioaerosols içinde zaman1uzun süre hayatta kalabilir. Bioaerosols nispeten uzun mesafelerde seyahat ve canlılığı ve infektivite, soğutma kuleleri etkilenen kişilerden 6 km mesafede yer alan sanayi kökenli lejyonerler’hastalığı salgını kanıtladığı gibi korumak ve 18 ölümlerin2‘ de sonuçlandı. Bioaerosols tarafından aracılı insanlara virüslerin dolaylı iletim birden fazla ayarlarında oluşabilir ve norovirus salgınlar okullar ve restoranlar3,4için kanıtlanmıştır. Benzer şekilde, bioaerosol iletim virüslerin domuz ve tavuk çiftlikleri, tarım ayarları gibi üretim imkanları5, arasındaki virüslerin hareketinde önemli bir faktör olarak kabul ediliyor bu bulaşma yolları ile meydana gelebilir 6 , 7 , 8 , 9.
Virüs yüklü bioaerosols etkili örnekleme sağlar hızlı teşhis ve hazırlık salgını önleme, iyileşme için hangi H5 canlı hayvan bioaerosols üzerinden bir virüs algılandı grip pazarlar Çin’gösteriler gösterildiği gibi ve Amerika Birleşik Devletleri10,11. Geçerli bioaerosol örnekleme teknolojileri farklı parçacık yakalama ilkeleri bir dizi içerir ve geniş impingers, siklonlar, kırıcılar ve filtreler12kategorize edilebilir. Etraflıca tüm avantajları kapsayacak şekilde bu protokol kapsamında ve bu platformlar bioaerosols virüslerden örnekleme için dezavantajları dışındadır; Ancak, bu örnekleme aygıtlar çoğunluğu virüs ve bacteriophages13koleksiyonu için optimize edilmiştir değil ki belirtilebilir. Ayrıca, viral parçacıkların infektivite türden, sıvı impingers viral infektivite aygıt öyle aynı derecede sağlam kırıcılar veya filtreler14örnekleme daha etkili bir şekilde korumak için kabul ile etkilenir. Ancak, sıvı sıkışma dezavantaj bir virüs içinde nispeten büyük miktarda (genellikle ≥20 mL) sıvı koleksiyonu gemi içinde toplanan çünkü oluşan hedef seyreltme etkisi olduğunu. Bir diğer önemli dezavantajı parçacıklar konsantre sıvı impingers suboptimal verimliliğini içerir < boyutu15dakika sonra 0.5 µM. Ancak, immobilizasyon-ebilmek arttırmak viral nükleik asitler ve viral infektivite16,17korunması gibi yakalama verimliliği bu cihazların üzerinde katı matrisler, immobilizasyon tarafından geliştirilebilir.
Biz daha önce anyon Satım reçine yakalama ve virüslere karşı sıvı matrisler F-RNA bacteriophages, Hepatit A virüsü, insan adenovirus ve Rotavirüs18,19 da dahil olmak üzere, konsantrasyon için etkili bir araç olduğunu göstermiştir ,20. Üretici tarafından tanımlandığı gibi bu çalışmada kullanılan anyon Satım reçine macroreticular polistren güçlü temel anyon Satım reçine içinde functionalized kuaterner Amin grupları aracılık cazibe ve anyon sıvı orta21 yakalanması olduğunu . Sonuç olarak, anyon Satım reçine virüsler birçok enterik virüs, grip virüsleri ve diğer virüsler genel ve hayvan sağlığı için ilgili de dahil olmak üzere net negatif yüzey ücretleri ile yakalamak için bekleniyor.
Geçerli protokol anyon Satım reçine sıvı darbe ölçer için ek içerir. Bu sistemde, reçine için viral parçacıkların darbe ölçer sıvı içinde yakalanan bir ikincil konsantrasyon adım olarak hizmet vermektedir. Nükleik asitler sonra doğrudan küçük miktarlar, konsantre bir örnek için moleküler analiz sağlayan eluted. Böylece, bu yöntemin ana avantajı öncelikle numune hacmi azalma ile viral algılama duyarlılık gelişmedir. Ayrıca, nedeniyle doğal belirsiz yakalama olumsuz ücret virüslerin yöntemi muhtemeldir çok sayıda ilgi virüs tespiti için uygulanabilir. Burada, yöntem aşı suşları A tipi ve B tipi grip virüsleri ve FRNA coliphage MS2 için (MS2) gösterilmiştir. Bu virüsler daha sonra yukarıda açıklanan22standart qRT-PCR deneyleri kullanarak tespit edilir. Son nokta Kullanıcı çünkü bu yöntem yerine zorluklarla karşılaşmaya beklemek değil şu an mevcut olan için değişiklikleri ekipman bioaerosol örnekleme ve analiz geleneksel akışını büyük kesintileri teşkil etmez.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu iletişim kuralı değiştirilmiş sıvı impingers kullanarak bioaerosols hassas viral yakalama için bir yöntem özetliyor. Yöntem algılama ve bioaerosols viral yük miktar için optimize edilmiştir. Burada gösterilen belirli değişiklik anyon Satım reçine ortak bir sıvı darbe ölçer içinde bulunan sıvı için ek içerir. Santrifüjü, filtrasyon ve yağış tabanlı yöntemleri gibi diğer örnek işleme teknikleri böyle bir avantaj sağlamaz, ancak bu yöntem aşağı akım örnek işleme, sadeliği …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser CDC/NIOSH yüksek ovalar Intermountain merkezi tarımsal sağlığı ve güvenliği (5U54OH008085) için ve Colorado Bioscience keşif değerlendirme hibe programı (14BGF-16) fon tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Escherichia coli bacteriophage MS2 (ATCC 15597-B1) | American Type Culture Collection | ATCC 15597-B1 | |
| FluMist Quadrivalent | AstraZeneca | Contact manufacturer | Viral constitutents of this vaccine are subject to change on an annual basis |
| CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System | Bio-Rad | 1855195 | |
| Primers and probes | Integrated DNA Technologies | NA | |
| 0.2 µM sterile filter | NA | NA | |
| 1 L pyrex bottles or equivalent | NA | NA | |
| 1 mL pipet tips | NA | NA | |
| 1 mL pipettor | NA | NA | |
| 50 mL serological pipet | NA | NA | |
| PCR tubes | NA | NA | |
| Pipet-aid or equivalent | NA | NA | |
| QIAamp Viral RNA Mini Kit | Qiagen | 52904 | |
| QuantiTect Probe RT-PCR Kit | Qiagen | 204443 | |
| Amberlite IRA-900 chloride form | Sigma-Aldrich | 216585-500G | |
| Phosphate buffered saline | Sigma-Aldrich | P5368-10PAK | |
| Water (molecular biology grade) | Sigma-Aldrich | W4502-1L | |
| Eppendorf DNA LoBind Microcentrifuge Tubes | ThermoFisher | 13-698-791 | |
| Falcon 50 mL Conical Centrifuge Tubes | ThermoFisher | 14-432-22 | |
| Falcon Polypropylene Centrifuge Tubes | ThermoFisher | 05-538-62 | |
| SuperScript III Platinum One-Step qRT-PCR Kit w/ROX | ThermoFisher | 11745100 | |
| SKC Biosampler 20 mL, 3-piece glass set | SKC Inc. | 225-9593 | |
| Vac-u-Go sample pumps | SKC Inc. | 228-9695 | |
| Collison nebulizer (6-jet) | BGI Inc. | NA | |
| HEPA capsule | PALL | 12144 | |
| Q-TRAK indoor air quality monitor 8554 | TSI Inc. | NA | |
| Alnor velometer thermal anemometer AVM440-A | TSI Inc. | NA | |
| SidePak AM510 personal aerosol monitor | TSI Inc. | NA | |
| Bioaerosol chamber | NA | NA |
References
- Pirtle, E. C., Beran, G. W. Virus survival in the environment. Revue scientifique et technique (International Office of Epizootics). 10 (3), 733-748 (1991).
- Nguyen, T. M., et al. A community-wide outbreak of legionnaires disease linked to industrial cooling towers–how far can contaminated aerosols spread?. The Journal of Infectious Diseases. 193 (1), 102-111 (2006).
- Marks, P. J., et al. Evidence for airborne transmission of Norwalk-like virus (NLV) in a hotel restaurant. Epidemiology and Infection. 124 (3), 481-487 (2000).
- Marks, P. J., et al. A school outbreak of Norwalk-like virus: Evidence for airborne transmission. Epidemiology and Infection. 131 (1), 727-736 (2003).
- Corzo, C. A., Culhane, M., Dee, S., Morrison, R. B., Torremorell, M. Airborne detection and quantification of swine influenza a virus in air samples collected inside, outside and downwind from swine barns. PLoS One. 8 (8), e71444 (2013).
- Anderson, B. D., et al. Bioaerosol sampling in modern agriculture: A novel approach for emerging pathogen surveillance. The Journal of Infectious Diseases. 214 (4), 537-545 (2016).
- Hietala, S. K., Hullinger, P. J., Crossley, B. M., Kinde, H., Ardans, A. A. Environmental air sampling to detect exotic Newcastle disease virus in two California commercial poultry flocks. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. 17 (2), 198-200 (2005).
- Jonges, M., et al. Wind-mediated spread of low-pathogenic avian influenza virus into the environment during outbreaks at commercial poultry farms. PLoS One. 10 (5), e0125401 (2015).
- Otake, S., Dee, S. A., Jacobson, L., Torremorell, M., Pijoan, C. Evaluation of aerosol transmission of porcine reproductive and respiratory syndrome virus under controlled field conditions. The Veterinary Record. 150 (26), 804-808 (2002).
- Wu, Y., et al. Aerosolized avian influenza A (H5N6) virus isolated from a live poultry market, China. The Journal of Infection. 74 (1), 89-91 (2017).
- Choi, M. J., et al. Live animal markets in Minnesota: A potential source for emergence of novel influenza A viruses and interspecies transmission. Clinical Infectious Diseases. 61 (9), 1355-1362 (2015).
- Haig, C. W., Mackay, W. G., Walker, J. T., Williams, C. Bioaerosol sampling: Sampling mechanisms, bioefficiency and field studies. The Journal of Hospical Infection. 93 (3), 242-255 (2016).
- Anderson, B. D., Lednicky, J. A., Torremorell, M., Gray, G. C. The use of bioaerosol aampling for airborne virus surveillance in swine production facilities: A mini review. Frontiers in Veterinary Science. 4, 121 (2017).
- Verreault, D., Moineau, S., Duchaine, C. Methods for sampling of airborne viruses. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 72 (3), 413-444 (2008).
- Hogan, C. J. Sampling methodologies and dosage assessment techniques for submicrometre and ultrafine virus aerosol particles. Journal of Applied Microbiology. 99 (6), 1422-1434 (2005).
- Yu, K. -. P., Chen, Y. -. P., Gong, J. -. Y., Chen, Y. -. C., Cheng, C. -. C. Improving the collection efficiency of the liquid impinger for ultrafine particles and viral aerosols by applying granular bed filtration. Journal of Aerosol Science. 101, 133-143 (2016).
- Perez-Mendez, A., et al. Evaluation of a simple and cost effective filter paper-based shipping and storage medium for environmental sampling of F-RNA coliphages. J Virol Methods. 194 (1-2), 60-66 (2013).
- Chandler, J. C., et al. Field-based evaluation of a male-specific (F+) RNA coliphage concentration method. Journal of Virological Methods. 239, 9-16 (2017).
- Perez-Mendez, A., Chandler, J. C., Bisha, B., Goodridge, L. D. Concentration of enteric viruses from tap water using an anion exchange resin-based method. Journal of Virological Methods. 206, 95-98 (2014).
- Perez-Mendez, A., Chandler, J. C., Bisha, B., Goodridge, L. D. Evaluation of an anion exchange resin-based method for concentration of F-RNA coliphages (enteric virus indicators) from water samples. Journal of Virological Methods. 204, 109-115 (2014).
- Kammerer, J., Carle, R., Kammerer, D. R. Adsorption and ion exchange: Basic principles and their application in food processing. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 59 (1), 22-42 (2011).
- Chandler, J. C., et al. A method for the improved detection of aerosolized influenza viruses and the male-specific (F+) RNA coliphage MS2. Journal of Virological Methods. 246, 38-41 (2017).
- Friedman, S. D., Cooper, E. M., Calci, K. R., Genthner, F. J. Design and assessment of a real time reverse transcription-PCR method to genotype single-stranded RNA male-specific coliphages (Family Leviviridae). Journal of Virological Methods. 173 (2), 196-202 (2011).
- Selvaraju, S. B., Selvarangan, R. Evaluation of three influenza A and B real-time reverse transcription-PCR assays and a new 2009 H1N1 assay for detection of influenza viruses. Journal of Clinical Microbiology. 48 (11), 3870-3875 (2010).
- Cademartiri, R., et al. Immobilization of bacteriophages on modified silica particles. Biomaterials. 31 (7), 1904-1910 (2010).
- Michen, B., Graule, T. Isoelectric points of viruses. Journal of Appled Microbiology. 109 (2), 388-397 (2010).
- Turgeon, N., Toulouse, M. J., Martel, B., Moineau, S., Duchaine, C. Comparison of five bacteriophages as models for viral aerosol studies. Applied and Environmental Microbiology. 80 (14), 4242-4250 (2014).
- Vergara, G. G., et al. Evaluation of FRNA coliphages as indicators of human enteric viruses in a tropical urban freshwater catchment. Water Research. 79, 39-47 (2015).
- Tung-Thompson, G., Libera, D. A., Koch, K. L., de Los Reyes, F. L., Jaykus, L. A. Aerosolization of a human norovirus surrogate, bacteriophage MS2, during simulated vomiting. PLoS One. 10 (8), e0134277 (2015).
