ポリオウイルス1のオゾン消毒動態を細胞培養アッセイ、RT-qPCR、エチジウムモノアジドqPCRによる連続クエンチフロー反応器での減量化により決定した

Ozone disinfection kinetics of poliovirus 1 determined by cell culture assay, RT-qPCR, and Ethidium Monoazide qPCR Reduction in a Continuous Quench-Flow Reactor.

• J Sangsanont
• F Kurisu
• H Furumai
• H Katayama

抄録

エーアイエムズ:

連続クエンチフロー（CQF）反応器を開発し、1秒以下の反応時間でサンプルを収集した。この反応器を用いて、ポリオウイルスのオゾン消毒速度を測定し、オゾン消毒後のウイルス感染性をEMA-qPCRで評価できるかどうかを検討した。

AIMS: A continuous quench-flow (CQF) reactor was developed to collect samples at the reaction times of less than one second. The reactor is applied to determine ozone disinfection kinetics of poliovirus and to study whether EMA-qPCR can assess the viral infectivity after ozone disinfection.

方法:

開発したCQFでポリオウイルスのオゾン消毒を実施し、オゾン濃度0.08および0.25mg/Lで0.7〜5.0秒の範囲で消毒速度を試験した。不活化，ウイルスゲノムへの損傷およびキャプシド完全性への損傷をプラークアッセイ，定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（RT-qPCR）およびRT-qPCRと結合したエチジウムモノアジド処理（EMA-qPCR）によりそれぞれ測定した。

METHODS: Ozone disinfection of poliovirus was conducted in the developed CQF, and the disinfection kinetics were tested in the range of 0.7 - 5.0 seconds at ozone concentration of 0.08 and 0.25 mg/L. Inactivation, damage on viral genome and damage on capsid integrity were determined by plaque assay, quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR), and ethidium monoazide treatment coupled with RT-qPCR (EMA-qPCR), respectively.

結果:

CQFを用いることで、反応時間0.7s、オゾン濃度0.08、0.25mg/Lでそれぞれ2.18ログ減少、2.76ログ減少が観測され、その後のテーリングでは、2.18ログ減少、2.76ログ減少が観測された。ポリオウイルス1のオゾン消毒速度論は，効率因子Hom (EFH)モデルの方がChick-Watsonモデルや修正Chick-Watsonモデルよりもフィットしていた．反応時間が2.0秒未満、オゾン濃度が0.08および0.25 mg/Lの場合、RT-qPCRとEMA-qPCRの間で観察されたキネティクスは類似していた。反応時間が5秒以上では，EMA-qPCRで評価したウイルス濃度は，安定したRT-qPCRの結果に比べて低下した．両方のアッセイは、依然としてウイルスの不活化を過小評価していた。

RESULTS: By using CQF, 2.18 and 2.76 log reductions were observed at the reaction time of 0.7s and ozone concentration of 0.08 and 0.25 mg/L, respectively, followed by tailing. Ozone disinfection kinetics of poliovirus 1 were better fit by the efficiency factor Hom (EFH) model than by the Chick-Watson model, or the modified Chick-Watson model. Kinetics observed were similar between RT-qPCR and EMA-qPCR assays at the reaction times of less than 2.0 s and ozone concentrations of 0.08 and 0.25 mg/L. At reaction times > 5 seconds, viral concentration evaluated by EMA-qPCR was reduced in comparison to stable RT-qPCR results. Both assays still underestimated the virus inactivation.

結論:

開発したシンプルなリアクターは、ウイルスオゾン消毒のキネティクスを調査し、非常に短い曝露時間で不活化の特性やメカニズムを解明するために使用することができます。

CONCLUSION: The simple developed reactor can be used to investigate viral ozone disinfection kinetics and to elucidate inactivation characteristics or mechanisms at very short exposure times.

本研究の意義と効果:

開発したCQF反応器は、オゾンによるウイルスの不活化の理解を深める上で有益であり、今後の研究に向けて、ウイルスの消毒速度やメカニズムをより良く解明するために利用することができる。本研究は、オゾン消毒後のウイルス感染性を評価するためのEMA/PMA-qPCRの応用と限界についての既存の知見に重要な貢献をしている。

SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: The developed CQF reactor is beneficial for better understanding of virus inactivation by ozone, and the reactor can be used to better elucidate disinfection kinetics and mechanisms for future research. This work constitutes an important contribution to the existing knowledge of the application and limitation of the EMA/PMA-qPCR to assess virus infectivity after ozone disinfection.

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