July 19th, 2017
このプロトコルは、BSL-2、-3、または-4の実験室で容易に使用することができる陰性染色ウイルスサンプルのための指示を提供する。これには透過電子顕微鏡グリッドを保護する革新的な処理カプセルの使用が含まれ、生化学の中でより乱暴な環境での取り扱いが容易になります。
この方法の全体的な目標は、バイオコンテインメント内のウイルスサンプルに対してシンプルで効果的なTEM陰性染色手順を提供することです。この方法は、調査対象のウイルスの形態と構造に関するウイルス学の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、バイオコンテインメント環境内の電子顕微鏡グリッドを簡単かつ効果的に取り扱うことができることです。
この技術は、あらゆる環境でウイルスサンプルに容易に適用できるため、未知のウイルスのTEM診断の一部として使用されます。この方法は主にウイルスTEM研究を支援するために使用されてきましたが、はるかに広い用途があり、ほとんどのナノ粒子のEM研究に使用できます。一般に、この方法に不慣れな個人は、カプセルにロードおよびアンロードするときにTEMグリッドが損傷しないようにするためにいくつかの練習が必要なため、苦労するでしょう。
この方法のアイデアを最初に思いついたのは、バイオコンテインメントで小さなEMグリッドの取り扱いに問題があったときでした。この手順を開始するには、ウイルスおよびカーボンコーティングされたTEM銅グリッドを準備または購入します。コーティングされたTEMグリッドをカプセルに挿入します。
次に、装填したカプセルを他の消耗品や試薬とともに生物学的封じ込めに移します。まず、カプセルをピペットに取り付けます。40マイクロリットルのウイルス増殖をカプセルに吸引します。
ピペットを横向きに置き、グリッドを水平に向け、10分間置きます。次に、ピペットを手に取り、ウイルス溶液を廃棄物の封じ込め物に分注します。40マイクロリットルの2%グルタルアルデヒド固定剤をカプセルに吸引します。.
ピペットを横にして20分間置きます。この後、固定剤を排出し、カプセルに40マイクロリットルの脱イオン水を吸引して、固定剤を洗い流します。この洗浄を3回繰り返します。
次に、1%酢酸ウラニルまたは1%カリウムリンタングステン酸のいずれかの40マイクロリットルをカプセルに吸引します。カプセルを30秒間放置します。次に、カプセルをピペットから取り出します。
濾紙をグリッドの端に触れて拭き取り、乾かします。濾紙を15ミリリットルの遠心分離管に移します。次に、濾紙を1%四酸化オスミウム溶液に浸します。
蓋を開けた状態でカプセルをチューブに入れます。.チューブを1時間密封して、四酸化オスミウム蒸気を完全に透過させます。この後、チューブを除染し、バイオコンテインメントからBSL-2 EM施設に移します。
カプセルを遠心分離チューブから取り出し、ピペットの上に置きます。カプセルに40マイクロリットルの脱イオン水を吸引し、水を廃棄物容器に分配します。この水洗を3回繰り返します。
次に、カプセルをピペットから取り出します。濾紙を使用して、グリッドをブロットで乾かします。グリッドを風乾させてから、TEMイメージングを実行する準備ができるまでグリッドボックスに保管します。
まず、ウイルス懸濁液を等量の4%グルタルアルデヒドと混合して、最終濃度2%グルタルアルデヒドを達成します。固定剤を使用して、少なくとも24時間ウイルスを不活化します。チューブを除染し、BLS-2 EM施設に移します。
この後、グリッドロードされたキャプチャーをピペットに取り付けます。混合物をカプセルに吸引します。.グリッドを水平に向け、ピペットを横にして10分間置きます。
次に、ピペットを手に取り、ウイルス混合物を廃棄物容器に排出します。40マイクロリットルの脱イオン水をカプセルに吸引し、水を廃棄物容器に捨てます。この洗浄を3回繰り返します。
この後、1%QAまたは1%PTAのいずれかの40マイクロリットルをカプセルに30秒間吸引します。.カプセルをピペットから取り出します。濾紙を使用して、グリッドをブロットで乾かします。
次に、グリッドを風乾させます。この研究では、ザイールエボラウイルスサンプルは、手動液滴法とカプセル法の両方を使用して陰性染色されます。これらの方法から生成されたTEM画像は、どちらも明確に定義された詳細を示しており、バリオンの中心にはヌクレオカプシド構造があり、表面には目に見える糖タンパク質があります。
したがって、カプセル法は、手動液滴法によって生成されるものと同様の品質のTEM画像を生成することができます。次に、チクングニアウイルスを使用してサンプルを不活化するさまざまな方法を比較します。サンプルの不活性化は、2%グルタルアルデヒドを20分間使用し、その後1%四酸化オスミウムに1時間曝露することで迅速に達成するか、または2%グルタルアルデヒドを24時間使用して一晩で達成します。
見てわかるように、四酸化オスミウムを使用しないより長い不活性化プロセスにより、より超微細な構造の詳細を見ることができます。次に、カプセル法を用いて、アルデヒド固定ウイルス様粒子を用いて2つの染色を比較した。酢酸ウラニルとリンタングステン酸はどちらも、明確に定義された境界と目に見える糖タンパク質により、高品質の結果を示します。
このテクニックをマスターすると、サンプルの数にもよりますが、約1時間半で完了します。この手順を試行する際には、実験目標に適した固定試薬と染色試薬を選択することを忘れないでください。この手順に続いて、ウイルス濃度を計算することにより追加の質問に答えるために、粒子計数などの他の方法を実行できます。
この技術により、ウイルス学者は、特にBLS-3および4レベルのウイルスにおいて、ウイルスの形態と構造情報をより簡単に探索できます。このビデオを見れば、バイオコンテインメント内でのネガティブ染色のためのTEMグリッドの扱い方について十分に理解できるはずです。アルデヒド、四酸化オスミウム、酢酸ウラニルの取り扱いは非常に危険である可能性があるため、この手順を実行する際には、適切な個人用保護具や化学ヒュームフードなどの予防措置を常に使用する必要があることを忘れないでください。
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このプロトコルは、バイオコンテインメント内のウイルスサンプルのためのシンプルで効果的なネガティブステイン手順を提供します。BSL-2、-3、または-4のラボで電子顕微鏡グリッドの取り扱いを向上させる革新的な処理カプセルが含まれています。
Handling electron microscopy grids in high-containment laboratories presents significant operational challenges due to environmental turbulence and restricted dexterity from personal protective equipment. This capsule-based method improves sample preparation reliability and throughput for virology discovery workflows in BSL-3 and BSL-4 settings. By minimizing manual grid manipulation, the technique supports consistent ultrastructural characterization of viral targets, enabling more confident go/no-go decisions in early-stage antiviral target validation.
The method integrates into the discovery continuum by enabling reliable negative staining of viral samples after inactivation and prior to imaging, supporting hypothesis testing and lead confirmation stages.