Experimental and Theoretical Substantiation of the Express Method Development for Detection of Enteroviruses in Water by Surface Plasmon Resonance Method

Autor: Klestova, Zinaida, Yuschenko, Alla, Blotska, Oksana, Maslov, Volodymyr, Ushenin, Yurii, Dorozinsky, Glib, Kravchenko, Serhii, Dorozinska, Hanna
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Innovative Biosystems and Bioengineering; Том 3, № 1 (2019); 52-60
ISSN: 2616-177X
Popis: Проблематика. В воде в результате антропогенного загрязнения и ряда других факторов могут присутствовать такие возбудители, как энтеровирусы и другие вирусы с водным фактором передачи. Энтеровирусы способны вызывать у людей поражения органов и систем различной степени тяжести, проявляющиеся рядом клинических симптомов. Для детекции вирусов применяют соответствующие методы исследований, однако они длительные и требуют специальных тест-систем и оборудования, что является существенным недостатком санитарно-вирусологических исследований качества питьевой воды.Цель. Изучить принципиальную возможность использования явления поверхностного плазмонного резонанса (ППР) для выявления в воде энтеровирусов (на примере тешовируса свиней первого серотипа) и разработать на его основе новый экспресс-метод их детекции.Методика реализации. Для реализации экспрессного выявления возбудителей вирусных заболеваний в воде методом ППР использовали прибор “Плазмон-6”, разработанный в Институте физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева НАН Украины. Исследование взаимодействия антигена вируса и специфической сыворотки в воде выполняли в Государственном научно-контрольном институте биотехнологий и штаммов микроорганизмов.Результаты. Теоретически обоснована и экспериментально доказана принципиальная возможность использования ППР для выявления в дистиллированной и питьевой воде энтеровирусов (на примере тешовируса свиней), и разработан экспресс-метод их детекции. Показано, что при обнаружении возбудителя в дистиллированной воде отзыв ППР-сенсора в 1,57 раза больше, чем в питьевой воде, что может быть связано с влиянием ионного состава воды на взаимодействие антигена с антителом. Разработанный метод позволяет в реальном времени отслеживать изменения в исследуемой среде, существенно сокращает продолжительность обнаружения энтеровирусов и не требует использования дорогих питательных сред и реактивов.Выводы. Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность применения метода ППР и прибора “Плазмон-6”, реализующего этот метод, для экспрессного выявления энтеровирусов в дистиллированной и питьевой воде.
Проблематика. У питній воді внаслідок антропогенного забруднення та низки інших факторів мо-жуть бути присутні такі збудники, як ентеровіруси та інші віруси з водним фактором передачі. Ентеровіруси здатні викликати в людей ураження органів і систем різного ступеня тяжкості, що проявляються низкою клінічних симптомів. Для детекції вірусів застосовують відповідні методи досліджень, проте вони довготривалі та потребують спеціальних тест-систем і обладнання, що є суттєвим недоліком санітарно-вірусологічних досліджень якості питної води.Мета. Вивчити принципову можливість використання явища поверхневого плазмонного резонан-су (ППР) для виявлення у воді ентеровірусів (на прикладі тешовірусу свиней першого серотипу) і розробити на його основі новий експрес-метод їх детекції.Методика реалізації. Для реалізації експресного виявлення збудників вірусних захворювань у воді методом ППР використовували прилад “Плазмон-6”, розроблений в Інституті фізики напівпро-відників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України. Дослідження взаємодії антигену вірусу та специфічної сироватки у воді виконували в Державному науково-контрольному інституті біотехнологій і шта-мів мікроорганізмів.Результати. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено принципову можливість ви-користання ППР для виявлення у дистильованій і питній воді ентеровірусів (на прикладі тешові-русу свиней) та розроблено експрес-метод їх детекції. Показано, що при виявленні збудника в ди-стильованій воді відгук ППР-сенсора в 1,57 разу більший, ніж у питній воді, що може бути пов’язано із впливом іонного складу води на взаємодію антигену з антитілом. Розроблений метод надає можливість у реальному часі відслідковувати зміни в досліджуваному середовищі, істотно скорочує тривалість виявлення ентеровірусів та не потребує використання дорогих живильних се-редовищ і реактивів.Висновки. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено можливість застосування ме-тоду ППР і приладу “Плазмон-6”, що його реалізує, для експресного виявлення ентеровірусів у дистильованій і питній воді.
Background. As a result of anthropogenic pollution and number of other factors, in drinking water can be present some viruses such as enterovirus and other pathogens that can be transmitted by water. Enteroviruses are capable of causing lesions of organs and systems of varying severity in humans, manifested by a number of clinical symptoms. For the detection of viruses appropriate research methods were developed, but they take a lot of time and require special reagents and equipment, that is significant drawback of sanitary-virological studies of drinking water quality.Objective. The aim of the paper is to study the general possibility of using a surface plasmon resonance (SPR) phenomenon for detection of enteroviruses in water samples (swine Teschovirus A as an example) and to create on its basis a new express diagnostic method.Methods. For implementation of a method for rapid detection of viral diseases pathogens in water by using SPR, the Plasmon-6 device was developed at the Institute of V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics NAS of Ukraine. The research on the interaction of antigen and specific serum in various buffers was held at the State Scientific Control Institute of Biotechnology and Strains of Microorganisms.Results. A general possibility of using SPR to detect enteroviruses in distilled and drinking water (swine Teschovirus A as an example) was theoretically substantiated and experimentally proved, and the express method for their detection was developed. It is shown that upon detection of pathogen in distilled water, the response of the SPR sensor is 1.57 times higher than in drinking water, which may be due to the influence of ionic composition in water on the interaction of the antigen with the antibody. The developed method allows real-time monitoring of changes in the test environment, significantly reduces the duration of enteroviruses detection and does not require the use of expensive nutrient media and reagents.Сonclusions. The possibility of using the SPR method and the "Plasmon-6" device implementing this method for express detection of enteroviruses in distilled and drinking water was theoretically substantiated and experimentally proved.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: