Method Article

Utilisation de capsules pour la coloration négative des échantillons viraux dans le cadre du suivi biologique

DOI:

10.3791/56122

July 19th, 2017

In This Article

Summary

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Ce protocole fournit des instructions pour les échantillons de virus à coloration négative qui peuvent être facilement utilisés dans les laboratoires BSL-2, -3 ou -4. Il comprend l'utilisation d'une capsule de traitement innovante, qui protège la grille de microscopie électronique de transmission et fournit à l'utilisateur une manipulation plus facile dans les environnements les plus turbulents au sein du biocontainment.

Abstract

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La microscopie électronique par transmission (TEM) est utilisée pour observer l'ultrastructure des virus et d'autres agents pathogènes microbiens avec une résolution nanométrique. La plupart des matériaux biologiques ne contiennent pas d'éléments denses capables de diffuser des électrons pour créer une image; Par conséquent, une tache négative, qui place des sels de métaux lourds denses autour de l'échantillon, est nécessaire. Afin de visualiser les virus en suspension sous TEM, ils doivent être appliqués sur de petites grilles revêtues d'une surface transparente de seulement des nanomètres d'épaisseur. En raison de leur faible taille et de leur fragilité, ces réseaux sont difficiles à manipuler et facilement déplacés par les courants d'air. La surface mince est facilement endommagée, laissant l'échantillon difficile ou impossible à l'image. Les virus infectieux doivent être manipulés dans un cabinet de prévention des risques biotechnologiques (BSC) et certains nécessitent un environnement de laboratoire de biocontainment. La coloration des virus dans les niveaux de biosécurité (BSL) -3 et -4 est particulièrement difficile car ces environnements sont plus turbulents et des techniciens sont nécessaires tO porter un équipement de protection individuelle (EPI), ce qui diminue la dextérité.

Dans cette étude, nous avons évalué un nouveau dispositif pour aider à la coloration négative des virus dans le biocontainment. L'appareil est une capsule qui fonctionne comme une pointe de pipette spécialisée. Une fois que les grilles sont chargées dans la capsule, l'utilisateur élimine simplement les réactifs dans la capsule pour délivrer le virus et les taches à la grille encapsulée, éliminant ainsi la manipulation par l'utilisateur des grilles. Bien que cette technique ait été conçue spécifiquement pour une utilisation dans BSL-3 ou -4 biocontainment, elle peut faciliter la préparation des échantillons dans n'importe quel environnement de laboratoire en permettant une coloration négative facile du virus. Cette même méthode peut également être appliquée pour préparer des échantillons TEM colorés négatifs de nanoparticules, de macromolécules et de spécimens semblables.

Introduction

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La microscopie électronique à transmission (TEM) est un outil efficace pour visualiser la morphologie et l'ultrastructure des spécimens biologiques trop petits pour être vus avec un microscope optique traditionnel 1 , 2 , 3 , 4 . Les TEM tirent des électrons à travers un spécimen très mince produisant une image à résolution plus élevée puisque les électrons ont une longueur d'onde beaucoup plus courte que la lumière. Les régions de l'échantillon qui se plient ou bloquent des électrons apparaissent sombres, alors que les régions ....

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Protocol

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1. Préparation de l'expérience dans un environnement BSL-2 avant de travailler avec les échantillons de virus

  1. Préparez ou achetez des grilles de cuivre FORMvar et revêtues de carbone, habituellement 200-400 mesh.
  2. Insérez les grilles TEM revêtues en capsules.
    1. Utilisez un objectif agrandi pour rendre ce processus facile à réaliser. Une ou deux grilles peuvent être insérées dans chaque capsule. Des capsules préchargées peuvent être achetées pour éliminer cette étape si vous le souhaitez.
  3. Transférez les capsules avec des grilles revêtues TEM insérées, ainsi que d'autres fournitures et réactifs, au....

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Results

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La méthode de la capsule produit une coloration négative de bonne qualité pour l'imagerie TEM:

Tout d'abord, nous avons évalué la qualité des images générées en utilisant à la fois la méthode de gouttelette manuelle et les méthodes de capsule pour la coloration négative du ebolavirus Zaire. Les ebolavirus sont membres de la famille Filoviridae , ainsi que le virus de Marburg. L'ebolavirus a généralement un diamètre de 80.......

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Discussion

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La coloration négative est une technique TEM précieuse pour évaluer et dimensionner les virus, les complexes protéiques et les nanoparticules. La préparation des gouttelettes de ces éprouvettes par déplacement manuel des grilles du réactif aux taches négatives a été le protocole classique depuis plus d'un demi-siècle. C'est un processus simple, mais nécessite une expertise acquise grâce à la formation pour réussir. Une excellente coloration négative est toujours considérée comme un ensemble de compétences à la f.......

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Disclosures

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Les opinions, les interprétations, les conclusions et les recommandations énoncées dans l'article sont celles des auteurs et ne sont pas nécessairement approuvées par l'armée américaine ou le ministère de la Défense.

Acknowledgements

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Nous tenons à remercier le Dr John Carra et Rowena Schokman pour la fourniture de Nano-VLP Ebola purifiés, le Dr Rajini Mudhasani pour la fourniture du virus Chikungunya et le Dr Charles (Jason) Shoemaker pour la fourniture de VLP à la leucémie murine exprimant les glycoprotéines d'Ebolavirus. Nous tenons également à remercier MAJ Carl Soffler pour avoir facilité le programme de stages d'été (SIP) et le Programme d'apprentissage en sciences et en génie (SEAP) et la Dre Catherine Wilhelmsen pour la formation en sécurité de laboratoire.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Grilles TEM Formvar/carboneSPI3420C-MB200 mesh Cu Pk/100
mPrep/g capsulesEMS85010-01boîte
mPrep/f coupleursEMS85010-11standard 16/Pk
glutaraldehdydeEMS16320solution à 50 %,
tétroxyde d’osmiumEMS19190solution
Acétate d’uranyleEMS22400poudre
Acide phosphotungstique de potassiumEMS19500
papier filtreWhatman1450-090taille 50
Microscope électronique à transmissionJEOLJEM-1011TEM
de qualité aqueuse à 4 % en poudre

References

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  1. Gentile, M., Gelderblom, H. R. Electron microscopy in rapid viral diagnosis: an update. New Microbiol. 37 (4), 403-422 (2014).
  2. Kruger, D. H., Schneck, P., Gelderblom, H. R. Helmut Ruska and the visualisation of viruses. Lancet. 355 (9216), 1713-1717 (2000).
  3. Curry, A., Appleton, H.....

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Negative StainingTEM GridsBiocontainmentVirus TEMCapsule MethodElectron MicroscopyGlutaraldehyde FixativeUranyl AcetatePhosphotungstic AcidOsmium Tetroxide

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