The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Russian was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
1Wisconsin Water Science Center, United States Geological Survey, 2University of Wisconsin – Madison, 3Agricultural Research Service, United States Department of Agriculture, 4Alaska Science Center, United States Geological Survey
This article is a part of JoVE Immunology and Infection. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
Current Access Through Your Registered Email Address
Millen, H. T., Gonnering, J. C., Berg, R. K., Spencer, S. K., Jokela, W. E., Pearce, J. M., et al. Glass Wool Filters for Concentrating Waterborne Viruses and Agricultural Zoonotic Pathogens. J. Vis. Exp. (61), e3930, doi:10.3791/3930 (2012).
Важным первым шагом в оценке уровня возбудителя при подозрении на загрязненной воды концентрация. Концентрация методы, как правило, специфичные для определенного возбудителя группы, например, охране окружающей среды США Метод 1623 для Giardia и Cryptosporidium 1, что означает несколько методов требуется, если выборка программа ориентирована на более чем одним возбудителем группы. Другим недостатком существующих методов является оборудование может быть сложным и дорогим, например, VIRADEL метод 1MDS фильтра для концентрирования вирусов 2. В этой статье мы расскажем, как построить фильтры стекловаты для концентрирования водных патогенов. После того, как фильтр элюирования, концентрат поддается второй этап концентрации, таких как центрифугирования, после чего возбудитель обнаружения и подсчета культурной или молекулярных методов. Фильтры имеют ряд преимуществ. Строительство легко и фильтры могут быть построены дляНью-Йорк размер для удовлетворения специфических требований отбора. Фильтр части стоят недорого, что позволяет собрать большое количество образцов, не сильно влияет бюджета проекта. Большие объемы выборки (100s до 1000 с L) может быть сосредоточено в зависимости от скорости засорения от образца мутности. Фильтры портативный и с минимальным оборудованием, таким как насоса и расходомера, они могут быть реализованы в области отбора проб готовой питьевой воды, поверхностных вод, подземных вод и сельскохозяйственных стоков. Наконец, стекловата фильтрации является эффективным для концентрации различных типов возбудителей это только один из методов не требуется. Здесь мы сообщаем о фильтре эффективность в концентрации водных человека энтеровирусы, S almonella enterica, Cryptosporidium parvum и вируса птичьего гриппа.
1. Подготовка стекловаты
2. Сборка фильтров стекловаты
3. Отбор проб
4. Элюирование
5. Представитель Результаты
| Патогенный микроорганизм | Уровень мутности воды (NTU) | Количество Сеяные / L б, в, г | Восстановление% ± 1 SD | Число независимых испытаний |
| Энтеровирус-полиомиелита Сабин III | 0,5 | 500 | 81% ± 11 | 7 |
| EnteroВирус полиомиелита Сабин-III | 0,5 | 5000 | 67% ± 12 | 8 |
| Энтеровирус-полиомиелита Сабин III | 215 | 500 | 59% ± 32 | 7 |
| Энтеровирус-полиомиелита Сабин III | 215 | 5000 | 38% ± 22 | 6 |
| Энтеровирус-полиомиелита Сабин III | 447 | 500 | 56% ± 18 | 8 |
| Энтеровирус-полиомиелита Сабин III | 447 | 5000 | 63% ± 37 | 8 |
| Cryptosporidium parvum | 0,5 | 5 | 38% ± 14 | 7 |
| Cryptosporidium parvum | 0,5 | 50 | 53% ± 19 | 8 |
| Плакатьptosporidium parvum | 215 | 5 | 40% ± 16 | 7 |
| Cryptosporidium parvum | 215 | 50 | 30% ± 6 | 6 |
| Cryptosporidium parvum | 447 | 5 | 33% ± 13 | 8 |
| Cryptosporidium parvum | 447 | 50 | 28% ± 11 | 8 |
| Сальмонеллы enterica | 0,5 | 5 | 29% ± 24 | 7 |
| Сальмонеллы enterica | 0,5 | 500 | 56% ± 16 | 8 |
| Сальмонеллы enterica | 215 | 5 | 32% ± 24 | 7 |
| Сальмонеллы enterica | 215500 | 34% ± 11 | 6 | |
| Сальмонеллы enterica | 447 | 5 | 34% ± 18 | 8 |
| Сальмонеллы enterica | 447 | 500 | 31% ± 24 | 8 |
Таблица 1. Стекловаты с различной концентрацией воды и помутнения возбудителя плотности.
| Патогенный микроорганизм | Место пробы воды | Количество Сеяные / L | % Reco очень |
| Птичий грипп H5N2 | Sundi озера, Анкоридж района | 2500 | 42,9% |
| Птичий грипп H5N2 | Минто квартиры, Фэрбенкс North Star района | 2500 | 36,7% |
| Птичий грипп H5N2 | Portage долине, Анкоридж района | 2500 | 7,8% |
| Птичий грипп H5N2 | Поттер Марш, Анкоридж района | 2500 | 41,5% |
| Птичий грипп H5N2 | Willow Lake, Yukon-Koyukuk района | 2500 | 15,5% |
Таблица 2. Стекловаты концентрация вируса птичьего гриппа с использованием воды из пяти участков на Аляске.
les/ftp_upload/3930/3930fig1.jpg "ALT =" Рисунок 1 "/>
Рисунок 1. Схема омывателя стекла шерстью. Это может быть использовано вместо ковша, экономя время от промывки. Эта концепция похожа на шайбу пипетка стекло.

Рисунок 2. Стекловаты фильтрации с кислотой впрыском перистальтического насоса. Обратите внимание на "Т", где разъем насоса труб представляет кислоты в образце линии между водопроводной воды и фильтра стекловаты. рН необходимо, только если вода пробы имеет рН> 7,5.
Фильтры из стекловаты эффективны в концентрации патогенов из воды с широким спектром мутности уровня и плотности возбудителя (табл. 1). Чтобы проверить это, 20 литров дехлорированию водопроводную воду смешивают с сухой ил суглинка (0, 1.27, или 2,75 г / л) для достижения желаемого уровня мутности, а затем высевают с патогенами при различных плотностях. Водыпропускали через фильтр стекловолокна, концентрированный патогенов в элюата были перечислены, и это значение числителя в расчете возмещения процентов. Количество патогенных посеяны в воду, то есть, в знаменателе расчета восстановления процентов, определяется по первому посева патогенов в отрицательную элюата затем перечисления патогенов. Отрицательное элюата был подготовлен переход unseeded 20 литров образца через фильтр и элюирования. Количественная посеяны патогенов в негативном элюата избежать различий в перечень возбудителей, которые могут привести из матрицы различий создается фильтр стекловолокна. Важность этого шага, когда количественное патогенов КПЦР обсуждается в Ламбертини соавт. 3. 20 л отрицательного контрольного образца был сосредоточен через стекловату фильтрации, чтобы определить нет родных настоящее патогенов, которые могли бы посрамить расчет процентов восстановления. 10 мкм номинальный размер пор фильтра грубой очистки Wкак использовать, когда мутность уровень был ≥ 215 NTU.
Полиовирус был количественно в режиме реального времени КПЦР использованием вторичного концентрации и нуклеиновых кислот процедур извлечения, грунтовки и зонд описано в Ламбертини соавт. 3. Cryptosporidium parvum было количественно в последние концентрированный объем выборки (FCSV) создан вторичный процедура концентрации полиовируса . Ооцисты были визуализированы с помощью иммунофлуоресценции (MeriFluor Cryptosporidium и Giardia Detection Kit, Meridian Life Science, Inc, Cincinnati, OH). Salmonella enterica была количественно FCSV на покрытие на XLD агар (Remel, Lenexa, KS) и подсчет колониеобразующих- единиц.
Фильтры из стекловаты эффективны в концентрации вируса птичьего гриппа (табл. 2). Низкой патогенности вируса птичьего гриппа (H5N2) были посеяны в воду в нескольких местах на Аляске и процент восстановления рассчитывается как описано Абове. Вторичный концентрации и нуклеиновых кислот процедуры были выполнены, как и для полиовируса; вирус количественно КПЦР с использованием праймеров и зонда описано в Spackman и др. 4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Фильтры из стекловаты были использованы несколько исследовательских групп 3,5,6 сосредоточиться человека кишечными вирусами из различных водных источников, таких как питьевая вода закончила 7, 8,9 подземные, поверхностные воды 10, морской воды 11, сточные воды 12 и сельскохозяйственные стоки 13. Здесь мы сообщаем о фильтрах, также эффективны в концентрации вируса птичьего гриппа, а также бактерий и простейших возбудителей сальмонеллы enterica (серовар Typhimurium) и Cryptosporidium parvum, соответственно. Deboosere соавт. Также недавно сообщила, концентрация стекловаты вируса птичьего гриппа 14.
Фильтры имеют преимущество в том, что они недороги, легко переносимые, пригодный для использования в широком диапазоне воды матрицы и эффективный для сосредоточения многих видов водных патогенов. Они могут быть построены до любого размера, в зависимости от потребности в научных исследованиях. После дезинфекциииона, корпуса фильтров многократного.
Фильтры из стекловаты, однако, есть ограничения. Как и любой метод концентрации вируса, которая опирается на electropositively заряженной среды для адсорбции вирусов (например, 1MDS фильтра CUNO Inc, Meriden, CT), фильтр эффективность зависит от окружающей рН воды. В нашей лаборатории мы выбрали рН 7,5, как отсечения, выше которой рН воды корректируется вниз, непрерывно насосной 0,25 М HCl в фильтр линейный вход во время отбора проб. Высшее воды рН можно попробовать без рН, но за счет эффективности фильтра 3. Другим ограничением является срок годности. Мы показали, фильтров хранить при температуре 4 ° C в течение шести недель, что возбудитель эффективность концентрация не снижаться (неопубликованные данные). Тем не менее, более длительное время хранения не были проверены так, консервативно, для обеспечения качества данных, мы не используем фильтры старше 30 дней. Как правило, фильтры изготавливаются по мере необходимости. Другим потенциальным препятствием в некоторых КантриS является получение стекловаты из французских источников, указанных в предыдущих работах. Недавно мы показали стандартный unfaced изоляция из стекловолокна является столь же эффективным, и это легко доступны в магазинах оборудования или благоустройства жилья (см. перечень материалов в Интернете).
Для всех экспериментов, важно, чтобы запустить два набора элементов управления, оборудование для обеспечения пустых стеклянных фильтров шерсть не загрязненных в процессе строительства и восстановления контроля для обеспечения фильтры работают, как задумано. Эти элементы необходимы для любой воде возбудитель метод концентрации.
Используя фильтр стекловата может быть также просто, как присоединение ее к крану и включения крана или так сложно, как отбор проб осадка груженого реки в отдаленном месте, требуя насосы, рН и предварительной очистки для предотвращения засорения. Для нашей исследовательской группы, крупнейшие выгоды от использования фильтров стекловолокна является возможность собирать и анализировать тысячи проб водыс для человека и домашнего скота патогенов, что приводит данные о возбудителя численности и распространения в окружающей среде, которая не была бы по мере возможности с более дорогостоящими, сложными методами 13,15.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Нет конфликта интересов объявлены.
Мы благодарим Уильям Т. Эккерта для повествующая видео. Разработка протокола стекловолокна была частью водного Висконсин и здоровье судебных для кишечных риски (WAHTER исследований), финансируемого США EPA ЗВЕЗДА Грант R831630. Аляска образцы, собранные А. Ривз, А. Реми, Б. Meixell при финансовой поддержке Геологической службы США. Любое использование торговых, продуктов и фирменных наименований для описательный характер и не означает одобрения со стороны правительства США.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Hydrochloric acid | Fisher Scientific |
A144-500 | |
| Sodium hydroxide | Fisher Scientific |
BP359-212 | |
| Phosphate Buffered Saline Sodium chloride Potassium phosphate-dibasic Potassium phosphate-monobasic | Fisher Scientific |
BP358-212 BP363-500 BP362-500 | |
| Sodium hypochlorite i.e., household bleach | Clorox |
||
| Sodium thiosulfate, anhydrous | Fisher Scientific |
S 475-212 | |
| Beef extract, desiccated | BD Biosciences |
211520 | |
| Glycine | Fisher Scientific |
G46-500 | |
| Oiled sodocalcic glass wool Or R-11 unfaced fiberglass insulation | Johns Manville |
Bourre 725 QN | |
| Polypropylene mesh | Industrial Netting |
xN4510 | |
| 2"x4" Sch 80 PVC threaded pipe nipple | Grainger |
6MW35 | |
| 2" Sch 40 PVC cap | Grainger |
5WDW3 | |
| Male adapter nylon fitting (1/2"x1/2") | US Plastic Corp. |
62178 | |
| Sample bottles for eluate- 1 liter | Fisher Scientific |
03-313-4F | |
| 60 mL syringe | Fisher Scientific |
NC9661991 | |
| pH strips | Whatman, GE Healthcare |
2614 991 | |
| Prefilter, Polypropylene, 10 inch cartridge, 10 m | McMaster-Carr | 4411K75 | |
| Prefilter housing | Cole-Parmer | S-29820-10 |