2023-02-09 17:31:09, 赛默飞生命科学 赛默飞世尔科技生命科学产品
2022年12月,为指导全国各地做好当前新型冠状病毒感染疫情监测工作,国务院应对新型冠状病毒感染疫情联防联控机制综合组制定了《新型冠状病毒感染“乙类乙管”疫情监测方案》,其中“监测内容和方法”中首次明确提出了“新冠病毒污水监测”,可“选择有条件的城市布点探索性开展污水监测,采集污水处理厂污水样本开展新冠病毒核酸检测”等(图1)。
图1. 图片内容来源于《新型冠状病毒感染“乙类乙管”疫情监测方案》
随后,2023年1月初,国务院联防联控机制发布《新型冠状病毒感染防控方案(第十版)》,在“监测预警”中再次提到“城市污水监测”,具体为“各地可选择有条件的城市开展污水中新冠病毒监测工作,动态评估新型冠状病毒感染疫情流行强度、变化趋势及病毒变异情况”(图2)。由此可见,“污水监测”的重要性日益凸显。
图2. 图片内容来源于《新型冠状病毒感染防控方案(第十版)》
其实,早在2020年SARS-CoV-2的大流行开始,世界各地多个组织就已经开始在研究SARS-CoV-2的监测手段。利用污水监测该病毒在地区或城市层面的传播,现已被证明是一种可靠的方法。根据检测频率的不同,污水监测可以作为社区感染变化的一个领先指标,帮助相关部门在疫情蔓延之前建立有效防控。
污水监测还有助于评估新冠病毒的传播,全球多个国家和地区在2020年疫情爆发之后开始建立污水监测系统,定期对污水样本取样并检测。下图展示了香港地区建立污水监测的时间线(图3),早在2020年12月,香港政府就利用污水监测发现了社区里的隐性感染者的存在。
图3. 香港地区建立污水监测的时间线
传统污水检测实验方案面临很多挑战, 比如污水经过高度稀释,病毒颗粒和核酸的丰度比较低,样本的高度异质性等。因此,病毒浓缩在污水检测工作流程中是必需的。下图即为常用的污水检测实验流程(图4)。
图4. 污水检测实验流程
2022年3月24日,国家卫健委发布了《污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测方法标准》(下文中将简述为《污水标准》)。该《污水标准》中详细描述了污水样本的几种富集浓缩方法,可采用聚乙二醇沉淀法或铝盐混凝沉淀法和离心超滤法进行浓缩,浓缩后终体积基本在1 mL左右。
图片来源于网络
随着样本量的增加,能够实现污水中病毒富集和提取的自动化,成为当前的热点需求。赛默飞开发出了5种污水样本的富集及提取SARS-CoV-2病毒RNA的全流程解决方案。方案中用到的核酸提取试剂盒就是针对污水样本推出的MagMAX重磅新品——MagMAX Ultra污水核酸分离试剂盒。
下面将概述3个具有代表性的方法,针对不同体积起始量的污水样本进行SARS-CoV-2检测。
使用磁珠进行病毒富集处理10 mL污水样本
采集到污水样本后对其进行热灭活,并在4°C下储存。使用Dynabeads病毒富集磁珠搭配KingFisher自动纯化系统进行病毒富集。然后,使用MagMAX Ultra污水核酸分离试剂盒进行病毒核酸纯化,最后使用针对SARS-CoV-2的Applied Biosystems™ TaqMan检测试剂盒,在Applied Biosystems™ QuantStudio™ 5或7实时荧光定量PCR系统上进行qPCR分析(图5)。
(点击查看大图)
图5. 10 mL 污水样本磁珠法浓缩自动化工作流程
如图6所示,我们发现, 100 μL Dynabeads磁珠可以在10分钟内快速浓缩10 mL污水样本中的病毒,病毒捕获效率接近100%,实现了SARS-CoV-2 RNA的qPCR稳健检测。
图6. 10 mL污水样本中SARS-CoV-2 RNA检测。对10 mL污水样本使用Dynabeads病毒富集磁珠浓缩病毒,并进行自动化核酸纯化后,采用qPCR检测掺入灭活的SARS-CoV-2(4,000个拷贝数)。未浓缩的2 mL PBS对照品中同样掺入灭活的SARS-CoV-2(4,000个拷贝数) 。
10mL体积工作方案同样可以成功检测出其它病毒和细菌靶标,数据见图7。
图7. 10 mL污水样本中其它病毒和细菌靶标检测处理。对10 mL污水样本使用Dynabeads病毒富集磁珠富集浓缩病毒,进行自动化核酸纯化后,采用qPCR检测掺入ZeptoMetrix Respiratory Panel Controls进行检测。
处理1 mL直接或预浓缩的污水样本
采集到污水样本后对其进行热灭活,并在4°C下储存。污水样本可直接用于下游核酸提取,也可使用《污水标准》中所述富集浓缩方法即沉淀法、离心超滤法进行病毒浓缩,或使用其他方法如超速离心法或过滤法,预富集浓缩至最终体积为1 mL的污水样本。
(点击查看大图)
图8. 1 mL预富集浓缩或非富集浓缩污水样本自动化工作流程
我们发现,无论是否预先进行病毒浓缩,使用MagMAX Ultra污水核酸分离试剂盒和KingFisher自动纯化系统可以有效地处理1 mL体积的样本。非浓缩样本的qPCR分析结果如图9所示。
图9. 1 mL直接或预浓缩污水中SARS-CoV-2 RNA检测。对1 mL污水样本进行自动化核酸纯化后,采用qPCR检测掺入灭活的SARS-CoV-2。未浓缩的1 mL PBS对照品同样掺入灭活的SARS-CoV-2(高拷贝[掺入]为2,800个拷贝数,低拷贝[掺入]为140个拷贝数)。
经过滤浓缩处理的50 mL-500 mL污水
随着污水量的增加,磁珠辅助病毒浓缩的效率逐渐降低。对于50 mL样本,典型的磁珠病毒回收率为50%。因此,我们开发了一种可替代的病毒浓缩方法用于50 mL-500 mL的污水。如图10所示,使用真空装置过滤是一种浓缩大量污水的有效方法。采集到污水样本后对其进行热灭活,并在4°C下储存。使用真空装置过滤,滤膜经MagMAX Ultra污水核酸分离试剂盒处理后,配合KingFisher自动纯化系统进行自动化核酸提取(图10)。qPCR分析结果如图11所示。
(点击查看大图)
图10. 50-500 mL 污水样本过滤法浓缩工作流程
图11. 经过滤浓缩的50 mL-500 mL污水样本中SARS-CoV-2 RNA检测。对500 mL过滤且预处理的污水样本进行自动化核酸纯化后,采用qPCR检测掺入灭活的SARS-CoV-2(2,800个拷贝数)。PBS对照品同样掺入灭活的SARS-CoV-2(2,800个拷贝数)。
综上所述,MagMAX Ultra核酸分离试剂盒可以用于从200 μL至500 mL的不同体积污水中快速富集浓缩SARS-CoV-2 并进行qPCR分析。表1即为5种处理不同起始体积的污水样本方案。
(点击查看大图)
表1. 处理不同体积污水的方案汇总
福
利
来
啦
福利时间到!双重福利等你来领!
1
福利一
扫描下方二维码,即有机会免费试用Applied Biosystems™ MagMAX™ Ultra污水核酸分离试剂盒。数量有限,先到先得。
1
福利二
如需了解更多污水样本工作流程,扫码即可下载完整版应用指南。一手掌握多种不同起始体积的实验方案,轻松应对污水样本病毒富集及核酸提取。
产品推荐
MagMAX Ultra污水核酸分离试剂盒与传统污水监测方法相比,可在短短 45 分钟内从10 mL污水样本中进行病毒富集和核酸提取。
MagMAX Ultra 污水核酸分离试剂盒(含病毒富集磁珠)
优势:
病毒富集工作流程可供选择
完整工作流程解决方案
可提供手动和自动方案
KingFisher Apex全自动核酸提取仪
优势:
KingFisher 专利设计,无移液、离心,防止交叉污染
在15-65 分钟内即可纯化24或96份样品
低至10μL洗脱体积,适用于高要求的下游应用
双磁头智能切换,支持5mL以上大体积样本处理
支持储存管洗脱,双紫外防止污染
开放系统,兼容各种磁珠法试剂及应用
订购信息
如需了解更多关于MagMAX Ultra污水核酸分离试剂盒的信息,点击「阅读原文」即可获取更多相关内容。
04-30
致敬每一位辛勤的劳动者04-30
实践校企联合 | 院士团队师生到访兰友科技04-30
职业健康,与您同行 | 英盛生物助力《职业病防治法》宣传周04-29
欢迎来到聚合物的神奇世界04-29 Nouryon诺力昂
五一劳动节 | 致敬每一位追光人(内含互动游戏,点击参与)04-29 光电行业都会关注
“劳”有所获 “动”有所乐 | 卓立汉光五一放假通知请查收04-29
如何站在“小巨人”的肩膀上做好质谱产品?——ACCSI2024访衡昇质谱(北京)仪器有限公司总经理祝敏捷04-29
探索国产自主创新 | 国科大杭州高等研究院师生一行到访谱育科技参观学习04-29 点击关注→
热点应用丨“小”花粉“大”奥秘—RMS1000带你解密花粉热(下)04-28 天美
仪器推荐丨一体化全自动显微共聚焦拉曼光谱仪 RM504-28
仪器推荐丨科研级模块化显微共聚焦拉曼光谱仪RMS100004-28
HyperQuant与您一起破解呕吐毒素之谜04-28
用户速递 | 酸碱度对混合SOA 代理物-无机气溶胶液滴液-液相分离的影响04-28 光电行业都会关注
“元素分析自动化创新的一大步”---ACCSI 2024衡昇质谱展示革命性创新产品04-28 衡昇质谱
In China, For Global|微纯生物科技参加LAB-Indonesia 202404-28
中关村论坛之高端仪器创新,天隆智造再获殊荣04-28
天隆产品说丨天隆方案为动物健康保驾护航04-27
世界兽医日 | 与他们共同守护动物健康04-27
政策响应丨奥谱天成显微拉曼光谱仪重磅来袭!所有ATR8300用户免费升级04-26