技術(shù)文章
通過動(dòng)態(tài)光散射分析培養(yǎng)基中的病毒顆粒
閱讀:29 發(fā)布時(shí)間:2025-6-6
介紹


傳統(tǒng)的視覺方法觀察溶液中病毒顆粒只能獲取極小樣本量的瞬時(shí)圖像,,而基于動(dòng)態(tài)光散射的顆粒分析技術(shù)則能獲得溶液中顆粒粒徑的整體平均值,。目前,,如何準(zhǔn)確獲得實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)病毒的顆粒粒徑數(shù)據(jù)是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn),,因?yàn)樗麄儽仨氃诤邪椎鞍缀推渌》肿拥鞍祝ㄈ缣ヅQ錐BS或最低必需培養(yǎng)基MEM中的成分)的細(xì)胞培養(yǎng)基中增殖。當(dāng)病毒顆粒從細(xì)胞中釋放出來時(shí),,體積較大的細(xì)胞碎片可通過離心分離,,但培養(yǎng)基中的小分子蛋白質(zhì)無法被去除。通過精確選擇動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)的分布參數(shù),,即使在含有培養(yǎng)基中較小蛋白質(zhì)的背景下,,仍能準(zhǔn)確分析出病毒顆粒的粒徑分布。
背景


魚類病毒
許多魚類病毒有可能對(duì)觀賞和經(jīng)濟(jì)類魚類種群造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。本文將重點(diǎn)研究以下四種病毒類型,,并附上各病毒科的典型結(jié)構(gòu)示意圖:
1、CTV(割喉鱒病毒,,一種新發(fā)病毒)
屬于海佩病毒科(Hepeviridae),,為直徑25-35納米的小型球形病毒。(圖1)
2,、IHNV(傳染性造血器官壞死病毒)
屬于彈狀病毒科(Rhabdoviridae),,呈子彈形結(jié)構(gòu),尺寸約為寬70納米,、長(zhǎng)170納米,,主要感染虹鱒魚和紅鮭魚。(圖2)
3,、ISAV(傳染性鮭魚貧血病毒)
屬于正黏液病毒科(Orthomyxoviridae),,病毒粒子直徑通常為50-120納米。該病毒多發(fā)于養(yǎng)殖的大西洋鮭魚群體中,,致死率極高(圖3),。
4、LMBV(大口黑鱸病毒)
屬于虹彩病毒科(Iridoviridae),,呈二十面體結(jié)構(gòu),,直徑約150納米。目前主要分布于美國(guó)東南部的大口黑鱸種群中,。(圖4)

圖1 圖2 圖3 圖4
我們希望在已知培養(yǎng)條件下快速檢測(cè)溶液中病毒顆粒的存在,,并選擇動(dòng)態(tài)光散射(DLS)來進(jìn)行探索。
動(dòng)態(tài)光散射儀器:

實(shí)驗(yàn)方法


1,、實(shí)驗(yàn)樣品由美國(guó)華盛頓州西雅圖市美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西部漁業(yè)研究中心(USGS Western Fisheries Research Center)友情提供,。病毒顆粒在含有胎牛血清(FBS)的最低必需培養(yǎng)基(Minimum Essential Medium)中通過奇努克鮭魚胚胎細(xì)胞培養(yǎng)增殖,并釋放至培養(yǎng)基中,。通過離心分離去除細(xì)胞及細(xì)胞碎片后,,含有病毒顆粒的培養(yǎng)基保存于5°C冷藏環(huán)境中備用。
2,、動(dòng)態(tài)光散射(DLS)測(cè)量使用布魯克海文儀器公司(Brookhaven Instruments)的ZetaPALS型號(hào)儀器,,該儀器配置了BI-MAS粒度測(cè)量附件。
3,、實(shí)驗(yàn)前,,樣品在25°C的樣品艙中平衡至少5分鐘,隨后在聚苯乙烯比色皿中于25°C條件下進(jìn)行測(cè)量,。
4,、DLS自相關(guān)數(shù)據(jù)通過NNLS反卷積算法處理,粒徑分布結(jié)果分別基于光強(qiáng)和數(shù)量分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì),最終數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel格式,,并利用Origin 8.0軟件繪圖,。
數(shù)據(jù)分析


分布曲線
非負(fù)最小二乘(NNLS)分布的統(tǒng)計(jì)權(quán)重可基于顆粒數(shù)量、表面積,、體積或?qū)崪y(cè)散射光強(qiáng)進(jìn)行設(shè)定,。其中,光強(qiáng)加權(quán)法會(huì)顯著放大溶液中大粒徑顆粒的權(quán)重,,這是由于散射光強(qiáng)與粒徑呈冪次關(guān)系,,如圖5所示;而數(shù)量加權(quán)法則更突出小粒徑顆粒的分布特征,。

圖5

圖6

圖7
結(jié)果與討論


通過光強(qiáng)加權(quán)分布分析,,結(jié)果明確顯示存在符合預(yù)期平均尺寸的病毒顆粒,圖6所示,;但在數(shù)量分布中卻未檢測(cè)到這些顆粒,,圖7所示。這表明病毒顆粒確實(shí)存在,,但其數(shù)量相對(duì)培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)及其他小分子顯著稀少,。此外,數(shù)據(jù)中還存在其他大粒徑顆粒信號(hào),,可能來源于未被完全去除的細(xì)胞碎片或表達(dá)分子(如RNA,、蛋白質(zhì))。這些物質(zhì)因與病毒顆粒尺寸相近,,可能在離心步驟中未被有效分離,。通過設(shè)置合理的對(duì)照樣本,可進(jìn)一步區(qū)分病毒顆粒與游離細(xì)胞碎片,。