Efficient and predictable recovery of viruses from water by small scale ultrafiltration systems

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Abstract:

Current methods to concentrate viruses from large volumes of water are prone to inconsistent results and are costly and complex procedurally. Ultrafiltration can utilize size exclusion rather than adsorption and (or) elution to concentrate viruses and, therefore, may offer greater flexibility in developing methods that can provide more consistent recoveries among different viruses and widely varying water conditions. Two small scale ultrafiltration systems (hollow fiber and tangential flow) were tested with a virus suspended in 2 L of reagent grade, tap, ground, or surface water. Three model viruses were used (bacteriophages PP7 and T1 and poliovirus) to compare and characterize the recovery of viruses with the two ultrafiltration systems. Pretreatment of the ultrafilters with blocking agents and the use of elution agents can serve to prevent viral adsorption to the filter surface or to elute bound virus and keep viral agents suspended in the retentate. The use of a blocking and elution step concentrated viruses (>60% recovery) from widely varying water qualities, including surface water, such that a single method can be used to efficiently concentrate viruses from all of the water types tested. Both ultrafiltration systems appear to be able to efficiently recover viruses; however, the hollow fiber systems provided slightly better results in the 2-L volumes tested.Key words: ultrafiltration, waterborne virus, poliovirus, enterovirus.

Les méthodes actuelles pour concentrer des virus à partir de grands volumes d'eau sont sujets à des résultats changeants et sont coûteux et techniquement complexes. L'ultrafiltration peut employer l'exclusion stérique plutôt que l'adsorption et (ou) élution afin de concentrer les virus et pourrait ainsi offrir une plus grande flexibilité dans le développement de méthodes permettant des récupérations plus stables entre différents virus et dans des conditions d'eau fort variables. Deux systèmes d'ultrafiltration à petit échelle (fibres creuses et courant tangentiel) ont été testés avec des virus suspendus dans 2 L d'eau de qualité « réactif », d'eau du robinet, ou d'eau de sol ou de surface. Nous avons exploité trois modèle de virus (bactériophages PP7 et T1 et poliovirus) afin de comparer et de caractériser la récupération de virus par les deux systèmes d'ultrafiltration. Un pré-traitement des ultrafiltres avec des agents de blocage et l'usage d'agents d'élution peuvent être utiles pour prévenir l'adsorption virale à la surface du filtre ou pour éluer des virus attachés et garder les agents viraux en suspension dans la fraction retenue. Le recours à une étape de blocage et d'élution a permis de concentrer les virus (récupération de >60 %) à partir de qualités d'eau fort variables, incluant de l'eau de surface, ce qui permet d'affirmer qu'une seule méthode peut être utilisée pour concentrer efficacement des virus de tous les types d'eau testés. Les deux systèmes d'ultrafiltration semblent être capables de récupérer efficacement les virus; toutefois, le système à fibres creuses pourrait fournir des résultats légèrement supérieurs dans les volumes de 2 L qui ont été examinés.Mots clés : ultrafiltration, virus d'origine aquatique, poliovirus, entérovirus.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: enterovirus; entérovirus; poliovirus; ultrafiltration; virus d'origine aquatique; waterborne virus

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2001

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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