水晶振動子マイクロバランス上に分子インプリントされたポリマーを用いた古典的な豚熱ウイルスの検出

Sensing the classical swine fever virus with molecularly imprinted polymer on quartz crystal microbalance.

• Supaporn Klangprapan
• Benjarat Choke-Arpornchai
• Peter A Lieberzeit
• Kiattawee Choowongkomon

抄録

古典的豚熱（CSF）は、同名のウイルス（古典的豚熱ウイルス - CSFV）によって引き起こされる豚の高伝染性で致死的なウイルス性疾患です。経済的な理由から、この病原体の迅速な早期発見が必要とされている。ここでは、受容体として分子インプリントポリマー（MIP）を用いた水晶振動子マイクロバランス（QCM）をベースにしたCSFV検出用センサーについて報告する。MIPは、アクリルアミド（AAM）、メタクリル酸（MAA）、メタクリル酸メチル（MMA）、n-ビニルピロリドン（VP）からなる共重合体である。CSFV MIPのSEM画像は、CSFV粒子の寸法とよく相関しているd = 59 nmの平均直径を持つポリマー表面上の空洞を明らかにした。QCMセンサーの測定は、LOD = 1.7μg/mL、LOQ = 5.1μg/mLおよびR = 0.9963で得られる濃度依存性のCSFVセンサーの応答をもたらす。さらに、CSFV-MIPセンサーは、ブタ呼吸器・生殖器ウイルス(PRRSV)に対して2の選択性係数と偽ラビースウイルス(PRV)に対して62の選択性係数でCSFVを選択的に結合しました。最終的に、センサーの反応は完全に可逆的であることが判明した。

Classical swine fever (CSF) is a highly contagious and fatal viral disease in pigs caused by the virus of the same name (classical swine fever virus - CSFV). Economical reasons dictate the need for rapid early detection of this pathogen. Herein we report on a sensor for CSFV detection based on a quartz crystal microbalance (QCM) making use of molecularly imprinted polymer (MIP) as the receptor. It relies on a copolymer comprising acrylamide (AAM), methacrylic acid (MAA), methyl methacrylate (MMA), and n-vinylpyrrolidone (VP). SEM images of CSFV MIP reveal cavities on the polymer surface with an average diameter of d = 59 nm, which correlates well with the dimensions of CSFV particles. QCM sensor measurements yield concentration-dependent CSFV sensor responses resulting in LOD = 1.7 μg/mL, LOQ = 5.1 μg/mL and R = 0.9963. Furthermore, CSFV-MIP sensors selectively bind CSFV with selectivity factors of 2 over porcine respiratory and reproductive virus (PRRSV) and 62 over pseudorabies virus (PRV), respectively. Finally, sensor responses turned out fully reversible.

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