Here we present a procedure to measure total culturable viruses using the Buffalo Green Monkey kidney cell line. The procedure provides a standardized tool for measuring the occurrence of infectious viruses in environmental and drinking waters.
A standardized method is required when national studies on virus occurrence in environmental and drinking waters utilize multiple analytical laboratories. The U.S Environmental Protection Agency’s (USEPA) Method 1615 was developed with the goal of providing such a standard for measuring Enterovirus and Norovirus in these waters. Virus is concentrated from water using an electropositive filter, eluted from the filter surface with beef extract, and then concentrated further using organic flocculation. Herein we present the protocol from Method 1615 for filter elution, secondary concentration, and measurement of total culturable viruses. A portion of the concentrated eluate from each sample is inoculated onto ten replicate flasks of Buffalo Green Monkey kidney cells. The number of flasks demonstrating cytopathic effects is used to quantify the most probable number (MPN) of infectious units per liter. The method uses a number of quality controls to increase data quality and to reduce interlaboratory and intralaboratory variation. Laboratories must meet defined performance standards. Method 1615 was evaluated by examining virus recovery from reagent-grade and ground waters seeded with Sabin poliovirus type 3. Mean poliovirus recoveries with the total culturable assay were 111% in reagent grade water and 58% in groundwaters.
vírus entéricos são um grupo diverso de vírus que infectam o sistema intestinal humano e que são transmitidas pela via fecal-oral. Estes vírus entrar nas águas superficiais e subterrâneas através de estação de tratamento de esgotos e efluentes de fossas sépticas, fossas sépticas mal desenhados ou quebradas, linhas de esgoto quebrados, esgoto transborda combinados, e outras fontes pontuais e não pontuais 1-4. infecções humanas e doenças de veiculação hídrica vírus ocorre através do consumo de água contaminada ou inadequadamente desinfectados ou através de contato com a água recreativo. Os sintomas da doença podem envolver leve a gastroenterite grave; conjuntivite; febre; desconforto respiratório superior; lado, a febre aftosa; miocardite; meningite asséptica; encefalite; paralisia; sepse 5-8 e morte 9,10.
USEPA Método 1615 fornece um procedimento para medir partículas de vírus entéricos infecciosas em águas ambientais e de consumo. Estas águas pode conter umamistura de viriões infecciosos e não infecciosos, mas apenas as partículas infecciosas representam um potencial perigo para a saúde. Partículas de vírus infecciosos perder infectividade ao longo do tempo em águas ambientais e de consumo de perda da integridade do capsídeo de proteínas, os danos aos ácidos nucleicos devido à radiação UV da luz solar, e danos devido a quaisquer desinfetantes que podem estar presentes 11-13. O procedimento de vírus cultiváveis total prevista no método baseia-se na produção de efeitos citopáticos (CPE) na linha de células de rim de macaco verde búfalo (BGM). Esta linha celular foi escolhido por causa do seu uso generalizado no campo ambiental virologia 14,15, embora a gama de tipos de vírus infecciosos detectados são essencialmente restrita a certos enterovirus 15. O objetivo deste artigo é descrever os procedimentos Método 1615 da para eluição de filtros de cartucho electropositive de cinco polegadas, concentração secundária, e medição de vírus cultiváveis totais. Uma avaliação dométodo geral descrito no Cashdollar et ai. 16.
USEPA Método 1615 foi desenvolvido para uso durante terceiro ciclo de monitoramento do contaminante do Regulamento de Acompanhamento não regulamentada (UCMR3) 17 e projetado principalmente para medir a ocorrência de vírus nas águas subterrâneas. Ele compartilha uma série de medidas comuns com o método de Informação regra de coleta (ICR), 15,18, mas tem duas pequenas diferenças. Ambos usam ensaios quântica para medir vírus que produzem CPE em monocamadas de células BGM com quantificação sendo baseada em maior número Provável cálculos (NMP). Método 1615 permite o uso de um filtro electropositiva mais recente para a concentração de vírus a partir de várias matrizes de água e reduz o número de recipiente de ensaio de cultura de células replica por diluição de 20 a 10. Ambos pequenas alterações reduzir os custos globais do método. A redução do número de repetições reduz o trabalho, mas resulta em um limite de detecção inferior ligeiramente. Embora as águas subterrâneas são esperados ter concentrações mais baixas de vírus do que as águas superficiais, 19,20 the quantidade de amostra analisada é cinco vezes maior do que água de superfície, compensando em parte as diferenças. O uso de menos repetições será adequada para a maioria das águas de superfície, mas alguns vão exigir a diluição da amostra.
Método 1615 tem várias etapas críticas e limitações. extractos de carne pode variar de lote para lote. Cada lote devem ser testados quanto à eficácia da eluição do vírus e a capacidade para a concentração de vírus através dos passos de concentração secundária é como descrito materiais suplementares secção S2.3. O método usa fórmulas precisas para o cálculo da quantidade de amostra para inocular em culturas de células BGM e para determinar os títulos de vírus. resultados imprecisos será gerado se estas fórmulas não são rigorosamente seguido. técnicas assépticas devem ser usadas para a manutenção de culturas de células. Controles não infectados de cultura de células BGM que mostram desconforto durante o período de incubação de 14 dias provavelmente indicam problemas com a manutenção de cultura de células. Grande cuidado também deve ser taken durante a pipetagem etapas envolvidas com a inoculação de e adição de médio a frascos de cultura de células para evitar a contaminação cruzada. Os controles de qualidade descritos no suplementar materiais Seção S2 devem ser rigorosamente seguidas. Seção S2 também fornece dicas para solução de problemas de qualidade.
O mecanismo primário de absorção do vírus a electropositiva filtros é uma interacção de cargas relacionadas com a força da carga positiva no filtro e a força da carga negativa do vírus relacionado com o seu ponto isoeléctrico e o pH da água a ser testada 21. A eluição a partir de filtros é também afectada pela força destas interacções. Uma vez que elas variam entre os tipos de vírus e até mesmo entre as estirpes dentro do mesmo tipo, eluição a partir dos filtros não é uniforme. Isto significa que qualquer resultado pode subestimar o nível real de vírus presente em águas ambientais. A utilização da linha de células BGM único também subestima ocorrência vírus. o intervalode vírus entérico que pode produzir CPE nesta linha de células, principalmente se limita ao poliovírus e serótipos de enterovirus espécies B, bem como alguns reovirus 14,15,22. Outros tipos de vírus infeccioso não serão detectados.
Recuperações de poliovírus de águas subterrâneas e de grau reagente preencheram os 1615 critérios de aceitação de desempenho do método USEPA tanto para Avaliação de Desempenho (PE, ou seja, amostras de água grau reagente semeada com títulos desconhecidos com um analista que são usados para avaliar o desempenho do analista antes do início de um estudo) e as amostras LFB (materiais suplementares Tabela S1). A recuperação de 58% a partir de águas subterrâneas utilizando o procedimento de cultura é semelhante à relatada por outros usando água da torneira 23,24. A recuperação média das amostras LFB de 111% com um coeficiente de variação (CV) de 100% também se reuniu com os critérios de aceitação de desempenho do método, embora eles são mais elevados do que a observada para as amostras PE during da ICR. ICR significar a recuperação interlaboratorial foi de 56% com um coeficiente de variação (CV) de 92%, enquanto as recuperações intralaboratorial médios variaram de 36 a 85% (CV 58-131%; dados não publicados do banco de dados ICR PE). recuperações mais elevados foram observados neste estudo para as amostras de sementes de baixa LFB do que para amostras de sementes mais elevadas (122 versus 42%). No momento em que o ICR foi planeado, esperava-se que as amostras de PE que beneficiam baixos valores de semente teria recuperação menor que aqueles que receberam sementes de alto. Semelhante ao observado para as amostras aqui LFB, poliovírus recuperação para amostras ICR PE foram 71% (CV 100%), 54% (CV de 69%), e 44% (CV de 71%) para os valores de semente ≤300 NMP, 300- 1.500 NMP, e> 1.500 NMP, respectivamente.
Existem diversos métodos para medir o vírus infeccioso em amostras de água 25. Este método é significativo em relação a outros métodos no grau de padronização. A padronização não só inclui controles de qualidade e desempenho,mas também utiliza os volumes e as fórmulas estabelecidas para assegurar que todos os laboratórios de análises executar o método de forma idêntica. Sem padronização, é difícil comparar os resultados em toda a laboratórios, e, portanto, a padronização é essencial na realização de estudos de grande escala em vários laboratórios analíticos. Com a normalização incorporado neste método pode ser expandido no futuro para incluir tipos de vírus adicionais e linhas celulares. A investigação está em andamento para fornecer dados para inclusão de adenovírus para o método.
The authors have nothing to disclose.
The authors thank Dr. Mark Borchardt, U.S. Department of Agriculture, Marshfield, WI, for supplying the Sabin poliovirus serotype 3 used in this study; Mary Jean See, Nancy Schable, and Jenifer Jones of Dynamac Corporation for preparation of BGM cultures; Nichole E. Brinkman, Shannon M. Griffin, Brian R. McMinn, Eric R. Rhodes, Eunice A. Varughese, Ann C. Grimm, Sandhya U. Parshionikar, and Larry Wymer for contributions in the overall evaluation of USEPA Method 1615; Gretchen Sullivan for technical assistance; and local private well owners and utilities for allowing us to collect water samples. Although this work was reviewed by USEPA and approved for publication, it may not necessarily reflect official Agency policy. Mention of trade names or commercial products does not constitute endorsement or recommendation for use.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Beef extract, desiccated powder | BD Bacto | 211520 | |
Cryogenic tubes | Thermo Fisher | 3775/945373 | |
Hank’s balanced salt solution | Invitrogen | 14170-112 | |
Mechanical rocking platform | Daigger | EF4907G | |
Orbital shaker | Thermo Fisher | 14-285-729 | |
Sterilizing filter with prefilter | VWR | 28143-295 | |
Sterilizing syringe filter | Corning | 431219 | |
pH Standards | Sigma-Aldrich | 33643, 33646, 33648 | |
MEM | Sigma-Aldrich | M1018 or M4642 | |
Leibovitz L-15 | Sigma-Aldrich | L4386 | |
Sodium bicarbonate, 7.5% | Sigma-Aldrich | S8761 | |
Fetal bovine serum | Invitrogen | 10082-139 | |
Antibiotic-Antimycotic | Life Technologies | 15240-062 | |
Trypsin, EDTA | Invitrogen | 25200072 |