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布鲁克原子力显微镜溶液可以快速成像天然感染和灭活的SARS-COV-2病毒颗粒

负责冠状病毒病2019(COVID-19)的新型冠状病毒(SARS-COV-2)的全球研究工作已经以前所未有的速度发展

围绕新型冠状病毒(SARS-COV-2)的全球研究工作,导致2019年冠状病毒病(COVID-19)以前所未有的速度发展。但是,鉴于该病毒被归类为危险组3病原体,但是只有经过认证为3级生物安全(BSL3)设施的实验室才能在其活性状态下研究SARS-COV-2。为了促进正在进行的努力以更好地了解病毒的结构和功能,仍然需要有效的失活方法,使生物安全清除率较低的实验室研究SARS-COV-2,从而有助于不断增长的知识库。

病毒颗粒可以被多种方法灭活,包括应用热,酒精,过氧化物,辐射,固定剂或洗涤剂,但迄今为止,很少有人证明能够维持SARS-COV-2天然形态。1,2最近的研究法国蒙彼利埃大学的研究人员研究了甲醛(FA)在保留其形态的同时,甲醛(FA)使SARS-COV-2病毒颗粒失活的能力。3

AFM是一种独特的工具,可以在分子尺度上以本机液体环境中的生物样品进行成像。使用这种方法,不需要固定,涂层或染色,使科学家可以在缓冲液,高分辨率和三个维度(3D)中对天然和灭活病毒颗粒进行成像。在这项研究中,使用AFM测量直接在BSL3实验室中进行Nanowizard IVJPK Instruments-Bruker的生物原子力显微镜(Bio-AFM)。

该小组使用FA和热量检查并比较了病毒灭活,以评估每种方法可以在结构上保持SARS-COV-2的程度。在通过四个不同浓度(0.5、1.0、2.0和3.6%)或热量的FA灭活后,病毒颗粒进行了超滤光,并通过AFM进行了直接分析,以分析纳米级形态。在58°C孵育30分钟后,SARS-COV-2成功灭活,但是AFM分析显示出严重受损的颗粒,这些颗粒损失了球形形状(图1B)。

所有四个FA浓度均显示出完全的SARS-COV-2灭活(当在20°C下孵育30分钟时),但病毒颗粒在2.0和3.6%FA时受损(图1C-E)。该研究还证实了现有的报道,即FA失活效应是温度依赖性的,并在4°C下显着损害。

本研究中描述的灭活方法可以扩大可以在BSL3设置之外进行SARS-COV-2研究的潜在实验室的数量,并且已证明高分辨率AFM是分析SARS-COV-2的可靠工具缓冲区提供有关病毒形态的快速,直接定性信息。通过保持病毒形态,科学家可以研究非感染颗粒的结构和功能,并最终为更好地理解病毒感染和传播机制的持续努力做出贡献,并可能导致发现治疗剂。

阅读完整的论文:https://www.nature.com/articles/s41598-021-91371-4

有关AFM技术的更多信息,请访问//www.fatactor.com/en/products-and-solutions/microscopes/bioafm.html

参考:

  1. Patterson,E。I.等。SARS-COV-2用于下游生物学测定的方法。J.感染。dis。222,1462–1467(2020)。
  2. Storm,N。等。通过紫外线辐照对SARS-COV-2的快速而完全失活。科学。代表。10,22421(2020)。
  3. Lyonnais,S。等。原子力显微镜分析天然感染和灭活的SARS-COV-2病毒体。科学报告。11:11885(2021)。
图1:SARS-CoV-2失活进行监测ographic imaging using QI mode AFM (NanoWizard IV atomic force microscope) in buffer. (a) Native infectious, control SARS-CoV-2 sample kept for 30 min at room temperature. (b) Virus particles inactivated with 1% and 2% FA for 30 min at 20°C or incubated at 58°C for 30 min. Scale bars are 50 nm. The color gradient for Z scale is the same for all AFM panels. (c) Topographical profile plots measured along the dotted lines in the lower panel in (a). (d) 3D projection of the particles in the lower panel (a). (e) Distribution of the topographical maximal height of treated and untreated SARS-CoV-2 particles (control n = 39; 1% FA n = 40; 2% FA n = 43; 58°C n = 39). P values are indicated and were computed by using two-sided independent t tests and comparing the results to those for the untreated sample. Reproduced from reference 3 in accordance with Creative Commons Attribution 4.0 International License.