JP2020068725A - 試料の前処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
微生物の検出方法に供される試料の前処理方法であって、以下の工程A〜D:
(A)試料を水又はアルカリ性溶液懸濁する工程、
(B)前記工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する工程、
(C)前記工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D)前記工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法。
[項2]
微生物の検出方法に供される試料の前処理方法であって、以下の工程C1〜D1:
(C1)試料をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D1)前記工程C1で得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法。
[項3]
前記工程A、工程C又は工程C1において、アルカリ性溶液が、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、及び炭酸カルシウム水溶液からなる群より選択される少なくとも一つである、項1又は2に記載の方法。
[項4]
前記工程A、工程C又は工程C1において、アルカリ性溶液のpHが8.0以上である、項1〜3のいずれかに記載の方法。
[項5]
前記工程Bにおいて集菌する工程が、限外ろ過処理及び/又は遠心分離処理を含む、項1及び3〜4のいずれかに記載の方法。
[項6]
前記工程D又は工程D1において溶菌又は破砕する工程が、撹拌処理、ビーズ破砕処理、超音波処理、加熱処理、アルカリ処理及び酵素処理からなる群より選択される少なくとも一つの処理を含む、項1〜5のいずれかに記載の方法。
[項7]
前記工程Aにおいて試料を懸濁する液がアルカリ性溶液であり、前記工程Bにおいて集菌する工程が遠心分離処理を含み、前記工程Dにおいて溶菌又は破砕する工程が撹拌処理、ビーズ破砕処理及びアルカリ処理からなる群より選択される少なくとも一つの処理を含む、項1及び3〜6のいずれかに記載の方法。
[項8]
前記工程A又は工程C1において試料が糞便である、項1〜7のいずれかに記載の方法。
[項9]
微生物の検出方法が、微生物由来の核酸を検出する方法である、項1〜8のいずれかに記載の方法。
[項10]
検出対象微生物が、クロストリジウム・ディフィシル、赤痢菌、サルモネラ菌、大腸菌、ノロウイルス、ロタウイルス、サポウイルス、結核菌群、非結核性抗酸菌、インフルエンザウイルス、RSウイルス、アデノウイルス、肺炎マイコプラズマ、百日咳菌、パラ百日咳菌、肺炎クラミジア、クラミジア・トラコマチス、オウム病クラミジア、ウレアプラズマ、HIV及びHPVからなる群より選択される少なくとも一つである、項1〜9のいずれかに記載の方法。
[項11]
更に以下の工程Eを包含する、項1〜10のいずれかに記載の方法:
(E)前記工程D又は工程D1で得られた溶菌液又は破砕液を精製する工程。
[項12]項1〜11の工程D又は工程D1で得られた溶菌液又は破砕液、或いは項11の工程Eで得られた精製液を検出対象試料液とする微生物の検出方法。
[項13]
微生物の検出方法に供される検出対象試料液の調製方法であって、
以下の工程A〜D:
(A)試料を水又はアルカリ性溶液のいずれかに懸濁する工程、
(B)前記工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する工程、
(C)前記工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D)前記工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法。
[項14]
微生物の検出方法に供される検出対象試料液の調製方法であって、
以下の工程C1〜D1:
(C1)試料をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D1)前記工程C1で得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法。
[項A]
微生物の検出方法に供される検出対象試料液の調製方法であって、
以下の工程A〜D:
(A)試料を水又はアルカリ性溶液に懸濁する工程、
(B)前記工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する工程、
(C)前記工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D)前記工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含し、
前記微生物の検出方法が、微生物由来の核酸を増幅して検出する方法である、方法。
[項B]
前記微生物由来の核酸の増幅がPCRである、項Aに記載の方法。
[項C]
前記工程A及び/又は工程Cにおいて、アルカリ性溶液が、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、及び炭酸カルシウム水溶液からなる群より選択される少なくとも一つである、項A又はBに記載の方法。
[項D]
前記工程A及び/又は工程Cにおいて、アルカリ性溶液のpHが8.0以上である、項A〜Cのいずれかに記載の方法。
[項E]
前記工程Bにおいて集菌する工程が、限外ろ過処理及び/又は遠心分離処理を含む、項A〜Dのいずれかに記載の方法。
[項F]
前記工程Dにおいて溶菌又は破砕する工程が、撹拌処理、ビーズ破砕処理、超音波処理、加熱処理、アルカリ処理及び酵素処理からなる群より選択される少なくとも一つの処理を含む、項A〜Eのいずれかに記載の方法。
[項G]
前記工程Aにおいて試料を懸濁する液がアルカリ性溶液であり、前記工程Bにおいて集菌する工程が遠心分離処理を含み、前記工程Dにおいて溶菌又は破砕する工程が撹拌処理、ビーズ破砕処理及びアルカリ処理からなる群より選択される少なくとも一つの処理を含む、項A〜Fのいずれかに記載の方法。
[項H]
前記工程Aにおいて試料が糞便である、項A〜Gのいずれかに記載の方法。
[項I]
検出対象微生物が、クロストリジウム・ディフィシル、赤痢菌、サルモネラ菌、大腸菌、ノロウイルス、ロタウイルス、サポウイルス、結核菌群、非結核性抗酸菌、インフルエンザウイルス、RSウイルス、アデノウイルス、肺炎マイコプラズマ、百日咳菌、パラ百日咳菌、肺炎クラミジア、クラミジア・トラコマチス、オウム病クラミジア、ウレアプラズマ、HIV及びHPVからなる群より選択される少なくとも一つである、項A〜Hのいずれかに記載の方法。
[項J]
更に以下の工程Eを包含する、項A〜Iのいずれかに記載の方法:
(E)前記工程Dで得られた溶菌液又は破砕液を精製する工程。
[項K]項A〜Jの方法で調製された検出対象試料液を用いて微生物を検出する方法。
[項L]
上記工程A、工程C又は工程C1に使用するためのアルカリ性溶液を含む、試料の前処理方法用、検出対象試料液の調製方法用又は微生物の検出方法用試薬。
[項M]
前記アルカリ性溶液が工程C又は工程C1に使用するためのアルカリ性溶液である、項Lに記載の試薬。
[項N]
前記アルカリ性溶液のpHが8.0以上である、項L又はMに記載の試薬。
[項O]
上記工程D又は工程D1に使用するためのビーズを含む、試料の前処理方法用、検出対象試料液の調製方法用又は微生物の検出方法用試薬。
[項P]
ビーズがジルコニアビーズである、項Oに記載の試薬。
[項Q]
項L〜Pのいずれかに記載の試薬を含む、試料の前処理方法用、検出対象試料液の調製方法用又は微生物の検出方法用キット。
[項R]
工程C又は工程C1用のアルカリ性溶液及び工程D又はD1用のビーズを含む、項Qに記載のキット。
[項S]
試料又は試料の集菌物を懸濁するためのアルカリ性溶液と、
微生物を破砕するためのビーズと、
を含む、微生物検出のための前処理用キット。
[項T]
試料又は試料の集菌物を懸濁するためのアルカリ性溶液と、
プライマーセットからなるプライマーミックスを含むPCR用反応試薬と、
を含む、微生物検出用キット。
[項U]
微生物を破砕するためのビーズをさらに含む、項Mに記載のキット。
生体試料、食品、環境試料等の一部を採取し、採取試料に微生物の検出が可能になる程度にまで各種の前処理を施し、得られた前処理物に含まれる微生物を検出することが一般的に行われている。本発明の一実施形態は、微生物の検出方法に供される試料の前処理方法であって、以下の工程A〜D:
(A)試料を水又はアルカリ性溶液に懸濁する工程、
(B)前記工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する工程、
(C)前記工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D)前記工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法、である。
また、更なる本発明の一実施形態は、微生物の検出方法に供される試料の前処理方法であって、以下の工程C1〜D1:
(C1)試料をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D1)前記工程C1で得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法、であり得る。
本発明において使用できる試料は、検出目的の微生物を含む可能性のあるものであれば特に限定されない。試料は工程A又は工程C1において懸濁される。試料としては、例えば、生体試料や食品、環境試料等が挙げられる。なお、本発明でいう微生物とは、広義の意味で小さな生物を示し、バクテリア、真菌、ウイルス、寄生虫、線虫等を含むがこれらに限定されない。また、微生物の検出とは、微生物そのものの有無だけでなく、微生物構成成分(タンパク質、核酸、脂質等)及びそれらをコードする遺伝子等を検出することも含む。検出の対象となる微生物は生きた微生物、死んだ微生物のいずれであってもよいが、生きた微生物が好ましい。
工程Aでは、試料をそのまま、又は試料の一部を採取して、水又はアルカリ性溶液に懸濁する。水、アルカリ性溶液のどちらを使用するかは、試料によって適宜選択することができる。例えば、pH調整や夾雑物除去を目的として、アルカリ性溶液を選択できる。アルカリ性溶液を使用することで、目的の微生物以外の夾雑物を分解又は溶解しやすくなる。
工程Bでは、工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する。集菌とは、懸濁液中に含まれる微生物を集めることであり、懸濁中に含まれる夾雑物の一部を分離及び除去することができる。集菌は、目的の微生物を集菌できれば特に制限はなく、例えば、限外ろ過や遠心分離等による処理で実施できるがこれらに限定されない。
検出の対象となる微生物がウイルスのように細菌より小さい場合は、遠心分離によって微生物又は微生物の核酸が沈降しないことがあり、そのような場合は上清を集菌物とすることが好ましい。
例えば、試料中に含まれる夾雑物が少ない場合、工程A及び工程Bを省略することが可能であり、工数が減ることでより簡便な前処理方法になる。また、保存状態が悪い試料や採取してから時間が経過した試料を使用する場合、検出の対象となる微生物が死菌化又は溶菌していることがある。その場合に、工程Bにおける集菌によって夾雑物の一部が分離及び除去される際に、検出に必要な核酸等の微生物構成成分等も除去され得るため、工程A及び工程Bを省略することが好ましい。さらに、検出対象微生物がウイルスのように細菌より小さい場合も、工程Bにおける集菌によって検出に必要な核酸等の微生物構成成分等も除去され得るため、工程A及び工程Bを省略することが好ましい。
工程Cでは、工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する。集菌物は、工程Bによって集菌されたものであり、例えば、工程Bが限外ろ過で実施された場合は、ろ取された固形分又はろ液であり、工程Bが遠心分離で実施された場合は、沈降物又は上清である。好ましくはろ液又は沈降物である。
工程Dでは、工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する。この工程では、微生物内に含まれる核酸、タンパク質、脂質等が液中に放出されうる。放出された核酸、タンパク質、脂質等をターゲットにすることで、後の、微生物の検出が感度よく効率的に実施できる。また、工程A及び工程Bを省略する場合、工程Dでは、工程C1で得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する。本明細書において、この工程を工程D1と称することがある。工程D1の詳細については工程Dの説明が適用される。
本発明では工程Eとして、工程D又は工程D1で得られた溶菌液または破砕液を精製する工程を設けてもよい。工程Eにより該液が精製され、微生物の検出を高感度に行うことができる。ここでいう精製とは、工程Dにて液中に放出された核酸、タンパク質、脂質等の純度を上げることをいう。すなわち、溶液中に放出された核酸、タンパク質、脂質等以外の夾雑物の量を工程Dで得られた液より低減させることをいう。精製する方法は特に制限されないが、抽出処理、限外ろ過処理、分離処理等が挙げられ、これらの処理は単独でも複数組み合わせてもよい。工程数を小さく、前処理を簡便にする観点からは工程Eを設けないことが好ましい。
本発明において検出対象試料液とは、試料が前処理されることで、試料中の夾雑物が微生物検出操作に使用できる程度にまで低減された液である。したがって、該液をそのまま、あるいは該液に必要に応じて、微生物の検出に必要な各種標識、核酸増幅、核酸検出等のための成分等が添加され、場合によっては反応させられることによって、微生物検出処理に使用することができる。なお、検出対象試料液には、微生物の検出を阻害しない限りにおいて、適宜の、他の成分を加えたり、他の処理を加えたりできる。
本発明において、検出の対象となる微生物は、特に制限されないが、例えば、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile、Clostridioides difficile)、赤痢菌、サルモネラ菌、大腸菌(例えば、腸管出血性大腸菌)、ノロウイルス、ロタウイルス、サポウイルス、結核菌群(Mycobacterium tuberculosis complex)、非結核性抗酸菌、インフルエンザウイルス、RSウイルス、アデノウイルス、肺炎マイコプラズマ(Mycoplasma pneumoniae)、百日咳菌(Bordetella pertussis)、パラ百日咳菌(Bordetella parapertussis)、肺炎クラミジア(Chlamydophila pneumoniae)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、オウム病クラミジア(Chlamydia psittaci)、ウレアプラズマ(Ureaplasma urealyticum、U.parvum等)、HIV(Human immunodeficiency virus)及びHPV(Human papillomavirus)等であり、検出対象微生物は1種単独でも複数種組み合わせてもよい。それぞれの微生物は個性(特性)があるため、目的の微生物に合わせて前処理方法を本発明の範囲内で適宜変更してもよい。
以下の工程A〜D及び任意にE:
(A)試料を水又はアルカリ性溶液のいずれかに懸濁する工程、
(B)前記工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する工程、
(C)前記工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する工程、
(D)前記工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、及び任意に
(E)前記工程Dで得られた溶菌液または破砕液を精製する工程、
を包含する、微生物を検出する方法に供される試料の前処理方法によって前記工程Dで得られた溶菌液又は破砕液或いは前記工程Eで得られた精製液を検出対象試料液とする、微生物を検出する方法。この方法において、工程A及び工程Bを省略してもよく、省略する場合は、工程Cにおいて、「前記工程Bで得られた集菌物」を「試料」に置き換える。
本発明の前処理方法では検出対象試料液を簡便に調製でき、したがって、検出対象試料液の調製方法として非常に有用である。本発明の一実施形態は、本発明の前処理方法を包含する、微生物の検出方法に供される検出対象試料液の調製方法である。したがって、この方法の詳細は本発明の前処理方法と同様である。
(A)試料を水又はアルカリ性溶液のいずれかに懸濁する工程、
(B)前記工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する工程、
(C)前記工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する工程、
(D)前記工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、及び任意に
(E)前記工程Dで得られた溶菌液または破砕液を精製する工程、
を包含する、方法である。この方法において、工程A及び工程Bを省略してもよく、省略する場合は、工程Cにおいて、「前記工程Bで得られた集菌物」を「試料」に置き換える。
さらに、本発明の一実施形態は、本発明の前処理方法、検出対象試料液の調製方法、微生物の検出方法などのための試薬である。試薬の種類、個数について、本発明の方法が実施できれば特に制限されない。例えば、工程A、工程C又は工程C1で使用されるアルカリ性溶液や工程D又は工程D1で使用されるビーズや酵素(例えば、溶菌酵素)などが試薬のひとつとして挙げられる。これら試薬の詳細は、本発明の前処理方法と同様である。
さらに、本発明の一実施形態は、前記試薬を含む、本発明の前処理方法、検出対象試料液の調製方法、微生物の検出方法などのためのキットである。キットの構成について、前記試薬を含み、本発明の方法が実施できれば特に制限されない。例えば、工程A、工程C又は工程C1で使用されるアルカリ性溶液、工程D又は工程D1で使用されるビーズのいずれかひとつを少なくとも含むキットが挙げられる。また、例えば、試料又は試料の集菌物を懸濁するためのアルカリ性溶液と、微生物を破砕するためのビーズと、を含む、微生物検出のための前処理用キットや、試料又は試料の集菌物を懸濁するためのアルカリ性溶液と、プライマーセットからなるプライマーミックスを含むPCR用反応試薬と、を含む、微生物検出用キットなども挙げられる。これらキットの詳細は、本発明の前処理方法と同様である。
(1−1)前処理方法
精製水、アルカリ性溶液として、以下のpHの水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液、あるいはpH2.0又はpH5.0の塩化水素水溶液(塩酸)を用いて本発明の前処理方法を行った。
水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液のpH
8.0、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0
まず、生体試料としてクロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile、別名:Clostridioides difficile)(トキシンB産生株)を含むヒト糞便を用いこれから綿棒を用いてその一部を採取し、約5%(w/v)で上記の各液(約1ml)に懸濁しサンプル液を得た。
得られた懸濁液の全量で遠心分離(13,000g×3分)を行い、上清を廃棄して沈降物(集菌物)を得た。
沈降物(集菌物)を、それぞれ工程Aで使用した液と同じ液(約0.2ml)で懸濁して懸濁液を得た。ただし、工程Aにおいて精製水で懸濁したサンプル液については水酸化カリウム水溶液(pH8.0、約0.2ml)で懸濁して懸濁液を得た。
得られた懸濁液をジルコニア・ビーズが充填されているジーンキューブ(登録商標)専用イージー・ビーズに分注してビーズ破砕(ボルテックスミキサーで30秒間撹拌)を行い破砕液を得た。
工程Dで得られた破砕液を検出対象試料液とし、核酸検出用の下記反応液に直接供して検出対象試料液中の検出対象微生物の核酸を増幅し、C. difficileトキシンB遺伝子(tcdB)の検出を行った。また、ポジティブコントロールとして同じ糞便検体をMagExtractor(TM)−Genome−(東洋紡社)にて核酸抽出した溶液、及びネガティブコントロールとして糞便検体を精製水に懸濁して(工程A)、それ以降の処理を行わない未処理懸濁液も同様に測定した。なお、核酸抽出操作では、70%エタノールの使用を必要とし、B/F分離を4回実施する等、約10工程が必要であった。
核酸増幅反応用の基礎となる液としてジーンキューブ(登録商標)テストベーシック(東洋紡社)を使用して以下に示される成分を含む反応液を調製した。反応液の調製等はジーンキューブ(登録商標)テストベーシックの取扱説明書に従った。
(添加成分)
1.5μMの配列番号1で示されるプライマー
0.5μMの配列番号2で示されるプライマー
0.3μMの配列番号3で示されるオリゴヌクレオチドプローブ(3’末端をBODIPY-FLで標識)
核酸増幅及び検出機であるGENECUBE(登録商標)を用いて、前記反応液に検出対象試料液の4μLを自動で分注し、以下の条件でPCRを行うとともに融解曲線分析を実施した。
(PCR条件)
94℃ 30秒、
98℃ 1秒−52℃ 10秒−63℃ 10秒(サイクル数60回)
94℃ 30秒、
39℃ 30秒、
40−75℃ 0.09℃/秒
結果を表1に示す。判定は融解曲線分析にて取得した蛍光値に基づき以下の基準で行った。なお、この判定基準は以降の試験例でも使用した。
(判定基準)
「−」:蛍光強度が10未満
「+」:蛍光強度が10以上20未満
「++」:蛍光強度が20以上30未満
「+++」:蛍光強度が30以上
(2−1)前処理方法
工程Bにおける集菌方法の検討を行った。
試験例1と同様にして、クロストリジウム・ディフィシルを含むヒト糞便から綿棒を用いてその一部を採取し、約5%(w/v)でpHが約11.0の水酸化カリウム水溶液(約1mL)に懸濁した。
続いて、この懸濁液を以下のいずれかの処理に供して集菌した。
(集菌方法)
・限外ろ過(フィルター孔径0.1mm)
・綿栓ろ過
・遠心分離(5,000g×3分)
・遠心分離(8,000g×3分)
・遠心分離(10,000g×3分)
・遠心分離(13,000g×3分)
それぞれの集菌物について、工程Aで使用した水酸化カリウム水溶液と同じ液(約0.2ml)で懸濁して懸濁液を得た。
それぞれの懸濁液を、試験例1と同様のビーズ破砕に供し破砕液を得た。
工程Dで得られた破砕液を検出対象試料液として用い、試験例1と同様にして、C. difficileトキシンB遺伝子(tcdB)の検出を行った。また、ポジティブコントロールとして同じ糞便検体をMagExtractor(TM)−Genome−(東洋紡社)にて核酸抽出した溶液も検出対象試料液として用い、同様に測定した。
結果を表2に示す。ろ過又は遠心分離による集菌工程を行うことで、ポジティブコントロールの核酸抽出物と同様に判定が+以上となりtcdB遺伝子を検出することができた。また、遠心分離の回転数を上げるほど、検出での蛍光値が上がることを確認した。これは、遠心分離によって検出反応を阻害する夾雑物等を除去できたためと考えられる。
(3−1)前処理方法
工程(C)で用いるアルカリ性溶液の検討の検討を行った。
試験例1と同様にして、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile、別名:Clostridioides difficile)(トキシンB産生株)を含むヒト糞便から綿棒を用いてその一部を採取し、約5%(w/v)でpHが約11.0の水酸化カリウム水溶液に懸濁した。
得られた懸濁液の全量で遠心分離(13,000g×3分)を行い、上清を廃棄して沈降物(集菌物)を得た。
得られた沈降物(集菌物)をそれぞれ、アルカリ性溶液として以下のpHの水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液、あるいはpH2.0又はpH5.0の塩化水素水溶液(塩酸)(いずれも約0.2ml)で懸濁して懸濁液を得た。
水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液のpH
8.0、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0
それぞれの懸濁液を、試験例1と同様のビーズ破砕に供し破砕液を得た。
工程Dで得られた破砕液を検出対象試料液として用い、試験例1と同様にして、C. difficileトキシンB遺伝子(tcdB)の検出を行った。また、ポジティブコントロールとして同じ糞便検体をMagExtractor(TM)−Genome−(東洋紡社)にて核酸抽出した溶液、及びネガティブコントロールとして糞便検体を精製水に懸濁して(工程A)、それ以降の処理を行わない未処理懸濁液も検出対象試料液として用い、同様に測定した。
結果を表3に示す。工程Cにおいてアルカリ性溶液で懸濁した試料は、ポジティブコントロールの核酸抽出物と同様に判定が+以上となりtcdB遺伝子を検出することができた。一方で、工程Cにおいて塩酸で処理した試料では偽陰性となり、正しい結果が得られないことを確認した。
(4−1)前処理方法
工程Dで用いる破砕処理又は溶菌処理の検討を行った。
試験例1と同様にして、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile、別名:Clostridioides difficile)(トキシンB産生株)を含むヒト糞便から綿棒を用いてその一部を採取し、約5%(w/v)でpHが約11.0の水酸化カリウム水溶液(約1mL)に懸濁した。
得られた懸濁液の全量で遠心分離(13,000g×3分)を行い、上清を廃棄して沈降物(集菌物)を得た。
集菌物について、工程Aで使用した水酸化カリウム水溶液と同じ液(約0.2ml)で懸濁して懸濁液を得た。
得られた懸濁液を以下のいずれかの処理に供して処理液を得た。
(溶菌処理又は破砕処理)
・試験例1の工程Dと同じビーズ破砕処理
・ボルテックスミキサー撹拌処理(30秒間)
・超音波ホモジナイザー処理(15秒間×4)
・80℃加熱処理(3分間)
・85℃加熱処理(3分間)
・90℃加熱処理(3分間)
・静置処理(アルカリ処理に該当する;3分間)
工程Dで得られた処理液を検出対象試料液として用い、試験例1と同様にして、C. difficileトキシンB遺伝子(tcdB)の検出を行った。また、ポジティブコントロールとして同じ糞便検体をMagExtractor(TM)−Genome−(東洋紡社)にて核酸抽出した溶液も検出対象試料液として用い、同様に測定した。
結果を表4に示す。工程Dにおいて、ビーズ破砕処理、超音波処理、撹拌処理、加熱処理又はアルカリ処理を実施することで、ポジティブコントロールの核酸抽出物と同様に判定が+以上となりtcdB遺伝子を検出することができた。コントロールの核酸抽出物と同様、tcdB遺伝子を検出することができた。
(5−1)前処理方法
工程Eにおける溶菌液又は破砕液の精製方法の検討を行った。
試験例2において遠心分離(5,000g×3分)を経て得られた破砕液(判定;+)及び試験例4においてビーズ破砕を経て得られた破砕液(判定;++)と同様にして2種の破砕液を調製した。
得られた破砕液について以下のいずれかの処理に供して上清(精製液)を得た。
(精製処理)
・遠心分離(5,000g×3分)
・遠心分離(8,000g×3分)
・遠心分離(10,000g×3分)
・遠心分離(13,000g×3分)
工程Eで得られた上清を検出対象試料液として用い、試験例1と同様にして、C. difficileトキシンB遺伝子(tcdB)の検出を行った。
結果を表5に示す。工程(E)を行うことによって、試験例2あるいは試験例4での結果と比較して、融解曲線分析にて取得した蛍光値が大きくなった。これは、工程Eによって夾雑物が除去されたためと考えられる。
(6−1)前処理方法
工程Aと工程Bを省略して工程C〜Dを行う前処理方法の検討を行った。また、懸濁する溶液種の検討も行った。
対象微生物として、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile、別名:Clostridioides difficile)(トキシンB産生株)の培養菌を使用した。なお、培養後、すぐに検討に使用した場合(生菌)と、好気条件下で2日間放置して死菌化した場合(死菌)の2条件にて前処理法を実施した。
また、試料として、C. difficileを含まないヒト糞便検体を使用した。
ヒト糞便から綿棒を用いてその一部を採取し、約10%(w/v)あるいは約5%(w/v)でpHが約11.0の水酸化カリウム水溶液(約1mL)あるいはpH2.0の塩化水素水溶液(塩酸)に懸濁した。続いて、C. difficile培養菌(生菌あるいは死菌)をMcFarland1.0となるように生理食塩水に懸濁し、さらに1000倍希釈した。該溶液それぞれ10μLを便懸濁液に追添した。得られた懸濁液の一部(約0.2ml)を工程Dに使用した。
得られた懸濁液を試験例1と同様のビーズ破砕に供し破砕液を得た。
工程Dで得られた処理液を検出対象試料液として用い、試験例1と同様にして、C. difficileトキシンB遺伝子(tcdB)の検出を行った。
結果を表6に示す。工程Aと工程Bを省略して工程Cで水酸化カリウム水溶液にて前処理を行った場合、生菌、死菌に関わらず検出することができた。なお、工程Aと工程Bを省略して工程Cで塩酸にて前処理を行った場合、菌の状態に関わらずC. difficileを検出することができなかった。本試験によって、試料や微生物によって工程Aと工程Bを省略してもよいことが示唆された。
(7−1)前処理方法
工程Aと工程Bを省略して工程C〜Dを行う前処理方法の検討を行った。また、工程Cで懸濁する溶液種の検討も行った。
対象微生物として、ノロウイルスG1粒子あるいはノロウイルスG2粒子を使用した。
また、生体試料として、ノロウイルスを含まない試験例6で使用したヒト糞便検体を使用した。
ヒト糞便から綿棒を用いてその一部を採取し、約10%(w/v)あるいは約5%(w/v)でpHが約11.0の水酸化カリウム水溶液(約1mL)又はpHが2.0の塩化水素水溶液(塩酸)に懸濁した。続いて、不活化されたノロウイルスG1粒子あるいはノロウイルスG2粒子(NATtrolTM norovirus GI positive contorol及びNATtrolTM norovirus GII positive contorol)3000コピー/μLを約20μL添加し、終濃度が約62コピー/μLとした。得られた懸濁液の一部(約0.2ml)を工程Dに使用した。
得られた懸濁液を試験例1と同様のビーズ破砕に供し破砕液を得た。
工程Dで得られた処理液を検出対象試料液とし、核酸検出用の下記反応液に直接供して検出対象試料液中の検出対象微生物の核酸を増幅し、ノロウイルスG1あるいはノロウイルスG2の検出を行った。なお、RevertraAceは、逆転写酵素を含む試薬である。
核酸増幅反応用の基礎となる液としてジーンキューブ(登録商標)テストベーシック(東洋紡社)を使用して以下に示される成分を含む反応液をそれぞれ調製した。反応液の調製等はジーンキューブ(登録商標)テストベーシックの取扱説明書に従った。
ノロウイルスG1検出系
1.5μMの配列番号4で示されるプライマー
0.5μMの配列番号5で示されるプライマー
0.3μMの配列番号6で示されるオリゴヌクレオチドプローブ(3’末端をBODIPY-FLで標識)
0.05unit/μL RevertraAce(東洋紡社)
ノロウイルスG2検出系
0.5μMの配列番号7で示されるプライマー
1.5μMの配列番号8で示されるプライマー
0.3μMの配列番号9で示されるオリゴヌクレオチドプローブ(3’末端をBODIPY-FLで標識)
0.05unit/μL RevertraAce(東洋紡社)
核酸増幅及び検出機であるGENECUBE(登録商標)を用いて、前記反応液に検出対象試料液の4μLを自動で分注し、以下の条件でPCRを行うとともに融解曲線分析を実施した。
42℃ 180秒(逆転写反応)、
94℃ 30秒、
98℃ 1秒−52℃ 10秒−63℃ 10秒(サイクル数60回)、
94℃ 30秒、
39℃ 30秒、
40−75℃(昇温速度0.09℃/秒)。
結果を表7、表8に示す。表7がノロウイルスG1検出系の結果、表8がノロウイルスG2検出系の結果を示す。工程C〜Dの前処理方法で、ノロウイルスを検出できることを確認した。
一方で、工程Aと工程Bを省略し、工程Cにおいて塩酸にて前処理を行った場合、ノロウイルスを検出することができなかった。
本試験によって、ウイルスの検出には工程C〜Dの前処理方法が適していることが確認された。
Claims (14)
- 微生物の検出方法に供される試料の前処理方法であって、以下の工程A〜D:
(A)試料を水又はアルカリ性溶液懸濁する工程、
(B)前記工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する工程、
(C)前記工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D)前記工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法。 - 微生物の検出方法に供される試料の前処理方法であって、以下の工程C1〜D1:
(C1)試料をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D1)前記工程C1で得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法。 - 前記工程A、工程C又は工程C1において、アルカリ性溶液が、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、及び炭酸カルシウム水溶液からなる群より選択される少なくとも一つである、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記工程A、工程C又は工程C1において、アルカリ性溶液のpHが8.0以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記工程Bにおいて集菌する工程が、限外ろ過処理及び/又は遠心分離処理を含む、請求項1及び3〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記工程D又は工程D1において溶菌又は破砕する工程が、撹拌処理、ビーズ破砕処理、超音波処理、加熱処理、アルカリ処理及び酵素処理からなる群より選択される少なくとも一つの処理を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記工程Aにおいて試料を懸濁する液がアルカリ性溶液であり、前記工程Bにおいて集菌する工程が遠心分離処理を含み、前記工程Dにおいて溶菌又は破砕する工程が撹拌処理、ビーズ破砕処理及びアルカリ処理からなる群より選択される少なくとも一つの処理を含む、請求項1及び3〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記工程A又は工程C1において試料が糞便である、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 微生物の検出方法が、微生物由来の核酸を検出する方法である、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 検出対象微生物が、クロストリジウム・ディフィシル、赤痢菌、サルモネラ菌、大腸菌、ノロウイルス、ロタウイルス、サポウイルス、結核菌群、非結核性抗酸菌、インフルエンザウイルス、RSウイルス、アデノウイルス、肺炎マイコプラズマ、百日咳菌、パラ百日咳菌、肺炎クラミジア、クラミジア・トラコマチス、オウム病クラミジア、ウレアプラズマ、HIV及びHPVからなる群より選択される少なくとも一つである、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 更に以下の工程Eを包含する、請求項1〜10のいずれかに記載の方法:
(E)前記工程D又は工程D1で得られた溶菌液又は破砕液を精製する工程。 - 請求項1〜11の工程D又は工程D1で得られた溶菌液又は破砕液、或いは請求項11の工程Eで得られた精製液を検出対象試料液とする微生物の検出方法。
- 微生物の検出方法に供される検出対象試料液の調製方法であって、
以下の工程A〜D:
(A)試料を水又はアルカリ性溶液のいずれかに懸濁する工程、
(B)前記工程Aで得られた懸濁液に含まれる微生物を集菌する工程、
(C)前記工程Bで得られた集菌物をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D)前記工程Cで得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法。 - 微生物の検出方法に供される検出対象試料液の調製方法であって、
以下の工程C1〜D1:
(C1)試料をアルカリ性溶液に懸濁する工程、及び
(D1)前記工程C1で得られた懸濁液に含まれる微生物を溶菌又は破砕する工程、
を包含する、方法。
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