ウイルスに播種した水処理研究のバイアスの最小化：最適なバクテリオファージと哺乳類ウイルス調製方法の評価

ウイルスの不活性化研究におけるデータの品質に影響を与える重要な仮定の1つは、還元推定値がウイルスの播種プロセスによって変更されないことです。しかし、播種ウイルスは、多くの場合、膜培養研究における非代表的な酸化剤の需要を誘導し、膜評価におけるファウリングを誘導することによりウイルス削減推定値に影響を与える可能性のある調製段階で使用される細胞培養成分や添加物などの共構成の不注意な添加を伴うことがよくあります。したがって、この研究の目的は、ウイルス精製の連続段階で哺乳類のノロウイルスサロゲート、マウスノロウイルス（MNV）、およびバクテリオファージMS2を特徴付け、人工酸化剤の需要と非代表的な膜炎への潜在的な寄与を定量化することでした。我々の結果は、実験水マトリックスで播種溶媒を抽出し、0.1ミクロンろ過したMNVから〜105 pfu/mlを抽出し、それぞれCL2として39.2 mg/Lおよび53.5 mg/Lの総有機炭素（TOC）と30分間の塩素需要をもたらすことを示しています。播種前にMNVストックでスクロースクッション精製を実行すると、TOCと塩素需要の影響がそれぞれCL2として1.6および0.15 mg/Lに減少します。MNVの調査結果は、血清ベースの培地で伝播される他の哺乳類ウイルスに関連する可能性があります。したがって、スクロースクッション精製（または同等の密度ベースの分離アプローチ）による哺乳類ウイルスストックの高度な精製は、水処理評価に播種する前に保証されます。バクテリオファージMS2を代理ウイルスとして使用する研究は、ウイルスの精製を必要としない場合があります。これは、〜106 PFU/mLの濃度でMS2を播種すると、塩素需要のCL2として〜1 mg/LのTOCと〜1 mg/Lのみが実験的な水マトリックスに導入されるためです。

One key assumption impacting data quality in viral inactivation studies is that reduction estimates are not altered by the virus seeding process. However, seeding viruses often involves the inadvertent addition of co-constituents such as cell culture components or additives used during preparation steps which can impact viral reduction estimates by inducing non-representative oxidant demand in disinfection studies and fouling in membrane assessments. The objective of this study was therefore to characterize a mammalian norovirus surrogate, murine norovirus (MNV), and bacteriophage MS2 at sequential stages of viral purification and to quantify their potential contribution to artificial oxidant demand and non-representative membrane fouling. Our results demonstrate that seeding solvent extracted and 0.1 micron filtered MNV to ~105 PFU/mL in an experimental water matrix will result in additional total organic carbon (TOC) and 30 min chlorine demand of 39.2 mg/L and 53.5 mg/L as Cl2, respectively. Performing sucrose cushion purification on the MNV stock prior to seeding reduces the impacts of TOC and chlorine demand to 1.6 and 0.15 mg/L as Cl2, respectively. The findings for MNV are likely relevant for other mammalian viruses propagated in serum-based media. Thus, advanced purification of mammalian virus stocks by sucrose cushion purification (or equivalent density-based separation approach) is warranted prior to seeding in water treatment assessments. Studies employing bacteriophage MS2 as a surrogate virus may not need virus purification, since seeding MS2 at a concentration of ~106 PFU/mL will introduce only ~1 mg/L of TOC and ~1 mg/L as Cl2 of chlorine demand to experimental water matrices.