Erkennung von Viren von Bioaerosolen Anion Austausch Harz

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Summary

Ein Anion Austausch Harz-basierte Methode, angepasst an Flüssigkeit, die Impingement-basierte Bioaerosol Probenahme von Viren nachgewiesen wird. Kombination mit nachgeschalteter molekulare Erkennung ermöglicht die Methode facile und empfindlichen Nachweis von Viren von bioaerosolen.

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Schaeffer, J. W., Chandler, J. C., Davidson, M., Magzamen, S. L., Pérez-Méndez, A., Reynolds, S. J., Goodridge, L. D., Volckens, J., Franklin, A. B., Shriner, S. A., Bisha, B. Detection of Viruses from Bioaerosols Using Anion Exchange Resin. J. Vis. Exp. (138), e58111, doi:10.3791/58111 (2018).

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Abstract

Dieses Protokoll zeigt eine angepasste Bioaerosol Sampling-Methode für Viren. In diesem System ist Anion Austausch Harz mit flüssigen Impingement-basierten Air Probenahmegeräte für wirksame Konzentration von negativ geladenen Viren von bioaerosolen gekoppelt. So dient das Harz als zusätzliche Konzentration Schritt im Workflow Bioaerosol Probenahme. Nukleinsäure-Extraktion der viralen Partikel erfolgt dann direkt aus dem Anion Austausch Harz, mit der sich daraus ergebenden Probe für Molekulare Analysen geeignet. Dieses Protokoll beschreibt weiter, eine Custom-Built Bioaerosol Kammer erzeugen Virus beladenen Bioaerosole unter verschiedensten Umweltbedingungen und damit für die kontinuierliche Überwachung der Umgebungsvariablen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und Aerosol Massenkonzentration. Der wesentliche Vorteil der Verwendung dieses Protokolls ist erhöhte Empfindlichkeit des Viren-Erkennung, da mittels direkter Vergleich zu einer unveränderten konventionelle flüssige Ausbeute bewertet. Weitere Vorteile sind die Möglichkeit, diverse negativ geladene Viren, die niedrigen Kosten der Anion Austausch Harz (~$0.14 pro Probe) und Benutzerfreundlichkeit zu konzentrieren. Nachteile sind die Unfähigkeit dieses Protokolls, Infektiosität von Harz adsorbiert Viruspartikel zu bewerten, und möglicherweise die Notwendigkeit zur Optimierung des Puffers flüssige Probenahme verwendet innerhalb der Ausbeute.

Introduction

Der Zweck dieser Methode ist eine hochsensible Bioaerosol Probenahme Plattform zur molekularen Erkennung von negativ geladenen Viren von bioaerosolen Erleichterung bieten. Mikroorganismen, einschließlich Viruspartikel, können über einen längeren Zeitraum der Zeit1in bioaerosolen überleben. Bioaerosole können über relativ große Entfernungen reisen und Lebensfähigkeit und Infektiosität, zu erhalten, wie ein Ausbruch der Legionärskrankheit belegt, die aus industriellen Kühltürme befindet sich in einer Entfernung von 6 km von den betroffenen Personen stammen und 18 Todesfälle2führte. Indirekter Übertragung von Viren auf den Menschen vermittelt durch Bioaerosole für Norovirus Ausbrüche in Schulen und Restaurants3,4nachgewiesen und kann in mehreren Einstellungen auftreten. In ähnlicher Weise kann Bioaerosol Übertragung von Viren in landwirtschaftlichen Einstellungen wie z. B. bei Schweinen und Geflügel betrieben, mit dieser Übertragungsweg als ein wichtiger Faktor in der Bewegung von Viren zwischen Produktion Einrichtungen5, auftreten. 6 , 7 , 8 , 9.

Effektive Probenahme von bioaerosolen Virus beladenen ermöglicht eine Verbesserung der Schnelldiagnostik und Bereitschaft zur ausbruchsprävention, wie bei Demonstrationen gezeigt welche H5, Grippe eine Viren wurden von bioaerosolen im lebenden Tier entdeckt in China Märkten und die USA10,11. Aktuellen Bioaerosol-Sampling-Technologien beinhalten eine Reihe von verschiedenen Teilchen erfassen Prinzipien und in Impingers, Zyklone, Impaktoren und Filter12breit kategorisiert werden können. Es sprengt den Umfang dieses Protokolls erschöpfend decken alle Vorteile und Nachteile dieser Plattformen für die Probenahme von bioaerosolen Viren; Allerdings ist festzuhalten, dass der Großteil dieser Probenahmegeräte für die Sammlung von Viren und Bakteriophagen13nicht optimiert wurden. Darüber hinaus ist Infektiosität der Viruspartikel oft negativ beeinflusst, mit flüssigen Impingers als virale Infektiosität effektiver als sampling-Geräte wie solide Impaktoren oder Filter14pflegen. Ein Nachteil des flüssigen Impingement ist jedoch der Verwässerungseffekt Ziel, die tritt auf, weil Viren in relativ großen Mengen (in der Regel ≥20 mL) Flüssigkeit in den Sammelbehälter aufgefangen werden. Ein weiterer wichtiger Nachteil beinhaltet die suboptimale Effizienz des flüssigen Impingers Partikel konzentrieren < 0,5 µM in Größe15. Capture Effizienz dieser Geräte kann jedoch durch Immobilisierung auf festen Matrizen verbessert werden, wie Immobilisierung Erhaltung der viralen Nukleinsäuren und virale Infektiosität16,17verbessern kann.

Wir haben bereits gezeigt, dass Anion Austausch Harz ein wirksames Instrument für die Erfassung und die Konzentration der Viren aus flüssigen Matrizen ist, einschließlich F-RNA Bakteriophagen, Hepatitis A-Virus, menschliche Adenovirus und Rotaviren18,19 ,20. Wie vom Hersteller definiert, ist das Anion Austausch Harz genutzt in diesem Werk ein Macroreticular Polystyrol starke base Anion Austausch Harz in der funktionalisierten quartäres Amin Gruppen vermitteln Attraktion und Erfassung von Anionen in einer flüssigen Mittel21 . Infolgedessen soll das Anion Austausch Harz Viren mit Net-Negative Oberfläche Gebühren, einschließlich viele enterischen Viren, Influenza-Viren und andere Viren relevant für die Gesundheit von Mensch und Tier zu erfassen.

Das aktuelle Protokoll beinhaltet die Zugabe von Anion Austausch Harz zu einem flüssigen Ausbeute. In diesem System dient das Harz als eine sekundäre Konzentration Schritt für virale Partikel in die Ausbeute Flüssigkeit gefangen genommen. Nukleinsäuren können dann direkt in kleinen Mengen, bietet eine konzentrierte Probe für Molekulare Analysen eluiert werden. Der Hauptvorteil dieser Methode deshalb die Verbesserung der viralen Nachweisempfindlichkeit, vor allem durch Verringerung des Volumens der Probe. Darüber hinaus aufgrund der inhärenten unspezifische Einnahme negativ geladene Viren, die Methode ist wahrscheinlich für die Erkennung einer Vielzahl von Viren von Interesse. Hier wird die Methode für Impfstämme Typ A und Typ B Influenza-Viren und die FRNA Coliphage MS2 (MS2) demonstriert. Diese Viren sind anschließend mit standard qRT-PCR-Assays als zuvor beschriebenen22nachgewiesen. Der Endpunkt-Benutzer sollten nicht erwarten, Schwierigkeiten bei der Durchführung dieser Methode, da Änderungen an der aktuell vorhandenen Geräte sind keine größere Störungen zu den herkömmlichen Fluss Bioaerosol Probenahme-und Analysemethoden.

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Protocol

1. Setup der Bioaerosol Kammer (siehe Abbildung 2)

  1. Vorspannung der flüssigen Impingers mit 20 mL 0,01 M Phosphat gepufferte Kochsalzlösung, pH 7,5 (PBS).
    1. 0,5 g Anion Austausch Harz und unterbrechen Sie innerhalb der PBS eines flüssigen Impingers, mit einer anderen Flüssigkeit Ausbeute als Kontrolle dienen.
  2. Lage flüssige Impingers parallel in der Bioaerosol-Kammer mit Klammer steht mit Aerosol Buchten mit Blick auf den Zerstäuber.
    Hinweis: Siehe Abbildung 2 für weitere Details.
  3. Zusammenlegung eines direkten lesenden Aerosol Monitors in der Nähe der flüssigen Impingers Konzentration (mg/m3) von dem Bioaerosol messen.
  4. Zusammenlegung von zusätzlichen direkten lesenden Instrumente (Raumluft Qualität Monitor und thermische Anemometer) in der Nähe der flüssigen Impingers Umgebungsvariablen wie Temperatur, Überwachung der relativen Luftfeuchtigkeit und Wind zu beschleunigen, innerhalb der Bioaerosol-Kammer.
  5. Führen Sie Axialventilatoren in den Ecken der Bioaerosol Kammer zur Erleichterung des Aerosols mischen.
    Hinweis: Axialventilatoren mit einer festen Geschwindigkeit laufen und sind nicht verstellbar.

2. Bioaerosolization Modellversuche (siehe Abbildung 3)

  1. Seriell, 10-divisibel Verdünnungen von MS2 Bakteriophagen und Influenza-Impfstoff zur gewünschten Konzentrationen in Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS) durchführen.
    Hinweis: Werden die Methode hier, 103,5 FFU/mL von der Typ A und B Influenza-Impfstoff Virusstämme und 10 zeigen5 PFU/mL von der Bakteriophage MS2 genutzt. Um Titer für die Impfkulturen festzustellen, sind Bakteriophagen in Escherichia coli HS (pFamp) R propagiert und wie zuvor beschrieben20aufgelistet. Der kommerziellen Impfstoff enthält bekannte Mengen von vier live abgeschwächten Grippe-Virus-Stämme, zwei geben eine Influenza-Viren und zwei Typ B Influenza-Viren, ausgedrückt in fluoreszierenden Fokus Einheiten oder FFU.
  2. Bereiten Sie Impfkulturen in das Glasgefäß eine Kollision 6-Jet Vernebler durch die Schaffung von Suspensionen der gewünschten Konzentrationen von Viruspartikel in 100 mL PBS vor und installieren Sie innerhalb der benutzerdefinierten Bioaerosol-Kammer.
  3. Messgeräte zur Messung von Variablen innerhalb der Kammer Bioaerosol, wie Temperatur, % Relative Feuchte, Kohlendioxid-Konzentration und Windgeschwindigkeit (erzeugt mit einem Axialventilator) zu initiieren. Verwenden Sie einen direkten lesenden Aerosol Monitor Massenkonzentration innerhalb der Kammer Bioaerosol verfolgen und Konsistenz innerhalb und zwischen den Prüfungen zu etablieren.
  4. Versiegeln der Bioaerosol-Kammer und spülen Sie 10 min mit HEPA-gefilterte Luft.
  5. Der Vernebler mit 6,9 kPa liefern Sie gefilterte, getrocknete Luft.
  6. Generieren Sie eine Zielkonzentration von viralen Bioaerosole (über Vernebler) in jeder Studie Bioaerosol-Kammer. In dieser Demo werden Bioaerosole mit einer Konzentration von 5 mg/m3 generiert.
  7. Die Masse Zielkonzentration des Aerosols angekommen, stoppen Sie Vernebelung.
  8. Betreiben Sie eine Luftpumpe Probenahme für jedes flüssige Ausbeute, die zu einer Durchflussmenge von 12,5 L/min Verhalten Kalibrierung mit einem Standard-Primärfluss vor und nach jeder Samplingereignis zur Sicherstellung der Konsistenz in Probenahme Volumen kalibriert wurde. Versorgung Verdünnung der Luft mit einem HEPA-Filtern in der Nähe des Verneblers und konstanten Druck in der Kammer zu erhalten.
  9. Genießen Sie aktiv die Bioaerosol Kammeratmosphäre, für einen Zeitraum von 40 min, ein Sampling-Volumen von 500 L pro Probe zu erreichen.
    Hinweis: Sampling für 40 min bei 12,5 L/min mit zwei Pumpen parallel kann für die Probenahme von 1.000 L die Bioaerosol. So wird am Ende des Experiments erwartet, dass die Mehrheit der Luft in der Kammer Bioaerosol entnommen und über ein HEPA Filter System in die Umwelt freigesetzt wurde. Dies wird durch die Abnahme der Partikelkonzentration belegt. Nach dem Experiment werden Oberflächen mit 10 % Haushalt Chlorid und 70 % Ethanol dekontaminiert. Indikatoren sind in dieser Demo verwendet; jedoch kann wenn bekannt, dass pathogene Organismen in diesem System verwendet werden, zusätzliche biologische Maßnahmen bedarf.

(3) Nukleinsäure-Extraktion und qRT-PCR-Nachweis

  1. Isolieren Sie Nukleinsäuren direkt vom Anion Austausch Harz und zu Vergleichszwecken, aus der Flüssigkeit innerhalb der flüssigen Impingers verwendet. In diesem Beispiel eine RNA Isolierung ist beschrieben, aber ein ähnliches Protokoll für DNA-Viren genutzt werden.
    1. Nukleinsäure-Isolierung aus dem Anion Austausch Harz.
      1. Übertragen Sie gesamte Anion Austausch Harz-haltige Flüssigkeit von der flüssigen Ausbeute auf eine sterile 50 mL konische Rohr.
      2. Ermöglichen Sie das Harz zu begleichen, und Dekantieren Sie langsam die flüssige Probe aus dem Anion Austausch Harz. Verwenden Sie eine 1 mL-PIPETTENSPITZE, die restliche Flüssigkeit aus dem Anion Austausch Harz entfernen.
      3. Aus einem viralen RNA isolierungskit Hinzufügen von 560 µL virale Lyse Puffer mit Träger RNA direkt an das Anion Austausch Harz und inkubieren Sie für 10 min bei Raumtemperatur mit periodischen mischen.
      4. Mit einer 1 mL-PIPETTENSPITZE übertragen die virale lysate (virale Lyse-Puffer), eine sterile 1,5 mL konische Rohr und fahren Sie mit RNA Isolierung mit einer viralen RNA Isolation kit (siehe Tabelle der Materialien) gemäß den Anweisungen des Herstellers, mit Ausnahme die RNA ist in einem Gesamtvolumen von 60 µL Elution Puffer eluiert.
    2. Nukleinsäure-Isolierung von flüssigen Impingers.
      1. Pipette 140 µL der flüssigen Probe in ein steriles 1,5 mL konische Rohr und RNA-Isolierung mit dem viralen RNA isolierungskit gemäß den Anweisungen des Herstellers, mit Ausnahme der eluierenden RNA in einem Gesamtvolumen von 60 µL Elution Puffer führen.
        Hinweis: 140 µL ist die maximale Sample-Volumen, das mit dem spezifischen viralen RNA isolierungskit hier in einer einstufigen Zubereitung beschäftigt verarbeitet werden können.
  2. Führen Sie qRT-PCR zur Detektion von MS2 und Influenza A und B Viren als zuvor beschriebenen23,24. In dieser Demo werden 5 µL der Nukleinsäure-Eluate für qRT-PCR verwendet.

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Representative Results

Abbildung 1 veranschaulicht das Prinzip hinter kostenlos-basierte Erfassung von Viren von bioaerosolen durch Einbeziehung des Harzes in flüssig-Impingers. Abbildung 2 zeigt den Aufbau der Custom-Built Bioaerosol Kammer. Abbildung 3 beschreibt die Schritte zur Einrichtung der Aerosolization Experiment und Maßnahmen zur Qualitätssicherung. Abbildung 4 zeigt Verstärkung Kurven für qRT-PCR-Nachweis von negativ geladenen Viren eingefangen von bioaerosolen. Tabelle 1 zeigt die Primer und Sonden zur qRT-PCR für die Beispiel-Viren, die in dieser Studie verwendet.

Mit MS2 und Influenza Viren enthalten innerhalb der Influenza-Impfstoff als Modelle in der benutzerdefinierten Bioaerosol-Kammer, die flüssige Impingers mit Anion Austausch Harz erlaubt für ca. 3 X 9 X Verbesserung der Viren-Erkennung, je nach den spezifischen geändert Virus, im Vergleich zu direkten Prüfung von Impingement flüssige22. Wie in repräsentativen qRT-PCR Verstärkung Kurven (Abbildung 4) gezeigt, Zyklen Erkennung des Typs Influenza-Viren bis 3,26 erreicht werden könnte früher als Anion Austausch Harz verwendet wurde im Vergleich zum direkten Test der Impingement-Flüssigkeit. Wenn man bedenkt, dass in einem qRT-PCR, die 100 % effizient ist, ein Gewinn von einer Ct eine 2-fache Erhöhung in Zielkonzentration entspricht, ist dieser Unterschied entspricht einer 9,58 X Verbesserung der Erkennung.

Figure 1
Abbildung 1: flüssige Impingement gepaart mit Anion Austausch Harz. Jeder der die geänderte Bioaerosol Probenahmegeräte beinhaltet ein Anion Austausch Harz in seinem Design. Jede Perle Harz ist eine 0,5 bis 1,0 mm Kugel mit einer porösen Oberfläche, ein Merkmal, das Anion Austauschfläche erhöht. Funktionale quartäre Ammonium Gruppen können für die Aufnahme von Ionen in flüssigen Medien, Vermittlung Erfassung von Viren mit Net-Negative Oberfläche Gebühren, einschließlich MS2 Coliphages und Influenza-Viren, die in diesem Protokoll als Modellorganismen (ein detailliertes verwendet werden Bakteriophagen wird hier als ein Beispiel für aufgenommene Viren). Nukleinsäure-Isolierung erfolgt dann direkt aus dem Harz (mit handelsüblichen Kits), mit der Probe für die molekulare Erkennung Strategien (qRT-PCR hier beschäftigt) geeignet. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: Custom Bioaerosol Kammer schematische. A: 6-Jet Vernebler geliefert mit gefilterten und getrocknete Luft bei einem Erzeugung von Druck von 6,9 kPa; B: Axialventilatoren zu erleichtern, einheitliche Bioaaerosol mischen; C: Aerosol Monitor um die relative Bioaerosol-Konzentrationen zu identifizieren; D: flüssige Ausbeute mit Harz; E: flüssige Ausbeute ohne Harz; F: thermische Anemometer zur Messung der Windgeschwindigkeit; G: Luft Qualität zu überwachen, andere Umgebungsvariablen wie Temperatur, Kohlendioxid und Prozent Relative Luftfeuchtigkeit zu messen; H: aktive Probenahme Pumpen kalibriert bis 12,5 L/min; I: pneumatisch versiegelt handschuheingriffe zur Positionierung Probenahmegeräte innerhalb der Bioaerosol-Kammer; J: Beobachtungsfenster. Diese Zahl wurde von der früheren Arbeit mit freundlicher Genehmigung von Verlag22wiederverwendet. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3: Workflow des Experiments Bioaerosolization. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: Anion Austausch Harz verbessert qRT-PCR-basierte Erkennung von negativ geladenen Viren in bioaerosolen. In diesem Beispiel wurden Typ-A-Influenza-Viren in einem Inokulum-Konzentration von 103,5 FFU/mL in die benutzerdefinierte Bioaerosol Kammer aerosolized, bis die Bioaerosol Massenkonzentration 5 mg/m3erreicht. Flüssiges Impingers mit und ohne Harz wurden gleichzeitig auf jede Probe (500 L) die Bioaerosol engagiert. Virale RNA wurde aus dem Anion Austausch Harz oder aus der Flüssigkeit von der Ausbeute und durch qRT-PCR untersucht. Das Experiment wurde in dreifacher Ausfertigung wiederholt. Nukleinsäuren Harz Proben entnommen wurden bei einer durchschnittlichen Ct 26,76, erkannt, während flüssige Proben Ausbeute bei einer durchschnittlichen Ct 30.02 (ΔCt von 3,26) nachgewiesen wurden. Dieser Unterschied in der Ct ist gleichbedeutend mit einer 9,58 X Verbesserung der Erkennung mit dem Anion Austausch Harz. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Viren Primer-name Primer Sequenz Referenz
MS2 GI-Fwd 5'-ATCCATTTTGGTAACGCCG-3 " 23
GI-Sonde 5'-(6-FAM)-TAGGCATCTACGGGGACGA-(BBQ)-3 "
GI-Rev 5'-TGCAATCTCACTGGGACATAT-3 "
IAC Fwd (46F) 5'-GACATCGATATGGGTGCCG-3 "
IAC-Sonde 5'-(Cy5) - CACATTCACCAGGGAGACGCATGAGA-(BBQ)-3 "
IAC-Rev (186R) 5'-CGAGACGATGCAGCCATTC-3 "
Typ A Influenza-Viren CDC universal Influenza A Virus forward primer 5'-GAC CRA TCC TGT CAC CTC TGA C-3 " 24
CDC universal Influenza Virus reverse primer 5'-AGG GCA TTY TGG ACA AAK CGT CTA-3 "
CDC-universal Influenza-A-Virus-Sonde 5'-(FAM) - TGC AGT CCT CGC TCA CTG GGC ACG-(BHQ1)-3 "
Typ B Influenza-Viren CDC universal Influenza-B-Virus nach vorne Grundierung 5'-TCCTCAACTCACTCTTCGAGCG-3 " 24
CDC universal Influenza-B-Virus-rückwärts-primer 5'-CGGTGCTCTTGACCAAATTGG-3 "
CDC-universal Influenza-B-Virus-Sonde 5'-(JOE) - CCAATTCGAGCAGCTGAAACTGCGGTG-(BHQ1)-3 "

Tabelle 1: Primer und Sonden, die in dieser Studie verwendeten. Alle Primer und Sonden wurden von Friedman Et Al. 201123 und Selvaraju & Selvarangan 201024.

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Discussion

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode für sensible virale Erfassung von bioaerosolen mit modifizierten flüssigen Impingers. Die Methode ist für die Erkennung und Quantifizierung von der Viruslast in bioaerosolen optimiert. Die gezielte Modifizierung demonstriert hier beinhaltet die Zugabe von Flüssigkeit in eine gemeinsame flüssige Impinger enthaltenen Anion Austausch Harz. Diese Methode wurde für seine Einfachheit in nachgeschalteten Probenverarbeitung entwickelt, wobei andere Probe Verarbeitungstechniken wie Zentrifugation, Filtration und Niederschlag-basierte Methoden nicht diesen Vorteil bieten. Extraktion von Nukleinsäuren erfolgt direkt aus dem Harz, vermieden die Notwendigkeit umfangreicher Elutions und mehrere Probe Vorbereitungsschritte, letztlich einen Beitrag zur verbesserten Empfindlichkeit der Methode durch Reduzierung der effektiven Stichprobe Volumen. Außerdem es hat sich gezeigt, dass Ruhigstellung der Viruspartikel auf festen Oberflächen können zur erhöhten Stabilität der viralen Nukleinsäure oder Beibehaltung der virale Infektiosität17,25. Immobilisierung kann erhöhte Aufnahme Effizienz fördern durch die Reduzierung der Verluste aufgrund von Reaerosolization16. Die Methode kann leicht mit nachgeschalteten Molekulare Analysen (qRT-PCR hier gezeigt) gekoppelt werden. Das Anion Austausch Harz kann Feld extrahiert und verschickt ein Referenzlabor für Analyse, während Luft-Probenahmegeräte gewidmet Überwachung im Stichprobenraum bleiben kann. Da das Prinzip des Verfahrens die unspezifische Erfassung von Viren mit einem Net-Negative Oberflächenladung beinhaltet, soll die Methode für die Erkennung von mehreren pathogenen Viren von Bedeutung für die menschliche Gesundheit und Veterinärmedizin zugänglich sein. Wie von Michen und Graule26überprüft, haben eine große Anzahl von Viren wichtig für Mensch und Tier Gesundheit Net-Negative Oberfläche Aufladungen, mit wenigen bekannten Ausnahmen, wie bestimmte Stämme von Rotaviren und Polioviren.

Dieses Protokoll wird nicht direkt die Auswirkungen von Umweltbedingungen auf die Nachweisempfindlichkeit ausgewertet; jedoch wenn Luftproben in Feldeinstellungen durchgeführt wird, ist es denkbar, dass Variablen wie Relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur über mehrere Arten von Luft Sampler12Sammlung Effizienz beeinträchtigen können. So können Bedingungen innerhalb der Kammer Bioaerosol angepasst werden diese ökologische Parameter nach Bedarf. Die Anion Austausch Harz Methode nachweislich effektiv mehrere Viren von Wasserproben mit einer breiten Palette von physikalisch-chemischen Eigenschaften, darauf hinweist, dass Störungen durch Feinstaub, Bakterien und andere Umweltfaktoren konzentrieren Verunreinigungen ist voraussichtlich minimal18. Darüber hinaus erfordern Sammlung Puffer Optimierung für bestimmte Viren, wie in einigen Fällen ist, die es gezeigt worden ist, die Optimierung des Sammlung Puffers zu verbesserte Beibehaltung der viralen Stabilität27führen kann. Ein Hauptnachteil der Methode wie dargestellt ist die Tatsache, dass es virale Infektiosität ermitteln kann. Ein weiterer Nachteil dieses Protokolls ist die Unfähigkeit, die potenziell negativen Auswirkungen der Vernebelung und Luft auf virale Stabilität, Austrocknung, Scheren und unspezifische Adsorption Bioaerosol Kammer Oberflächen22einschließlich Probenahme.

Die modifizierte Bioaerosol Probenahmegeräte wäre feldbasierte Probenahme in mehreren Einstellungen, darunter Krankenhäuser, Schulen, landwirtschaftlichen Betrieben und anderen Orten zugänglich. Weil Änderungen an vorhandenen Luft Probenahmegeräte vorgenommen werden, wird erwartet, dass die modifizierte Geräte leicht annehmbar wäre Betreiber derzeit Probenahme bioaerosolen auf Viren. Das Protokoll zeigt sich hier in einer speziell angefertigten Bioaerosol-Kammer mit MS2 und Influenza-Viren, die nützliche Ziele für die Methodenentwicklung sind da sie Beispiele für unbehüllte und behüllte Viren darstellen, MS2 ist anerkannt als eine Ersatz des enterischen Viren und sind häufig eingesetzt bei Auswertung der Impingers22,26,27,28,29.

Zukünftige Arbeit beinhaltet Optimierung der Probenahme Bedingungen (z.B. Probenahme Luftgeschwindigkeit, Sammlung Puffer) und Aufnahme von zusätzlichen relevanten Viren in Testprotokolle.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde unterstützt durch die Finanzierung von CDC/NIOSH High Plains Intermountain Center für landwirtschaftliche Gesundheit und Sicherheit (5U54OH008085) und Colorado Bioscience Entdeckung Auswertung Subventionsprogramms (14BGF-16).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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