华中农业大学病毒学实验技术 第六章 病毒纯化 (2013)

现代病毒研究往往需要大量的纯病毒粒子，以便于化学研究或制备抗体。

在这里我们简明地描述一下脊髓灰质炎病毒（Polio virus）的纯化步骤。

它是一种已被广泛研究的危害人体健康的病毒。

在开展人体病毒实验工作以前，让实验工作人员获得抵抗这种病毒的免疫力是非常必要的。

脊髓灰质炎病毒疫苗很容易获得，大多数工作人员可能已经获得免疫，但重新免疫是必要的预防措施。

病毒的纯化步骤主要是：1.在大规模的装置中培养病毒；2.去除富含病毒培养液；3.通过沉淀将病毒浓缩；4.通过密度梯度离心最终纯化病毒。

现在我们讲解每个步骤的一些细节。

1.在大型装置中培养细菌。

为获得足够的用于化学研究的病毒，必须制备大量病毒。

每种病毒的培养都有不同的步骤。

脊髓灰质炎病毒是在人或灵长类动物细胞系中培养的，可以培养在一大瓶中沿壁生长的单层细胞上，也可以在一个轻轻搅拌的细胞悬液中。

在有利病毒生长的条件下，每个宿主细胞能生产10～1000的感染单位的病毒，即每毫升一个感染单位的滴度（或称效价）。

2.富含病毒培养液的去除。

病毒的生长和释放伴随着细胞的破损。

在病毒复制完成的时候，培养液中大多数细胞已经变成了细胞碎片。

为使所有病毒分子完全释放，要通过反复冷冻—融化的循环过程使细胞进一步破碎。

然后将富含病毒的液体从培养瓶转移到离心试管中。

低速离心除去大分子的细胞残骸。

3.通过沉淀将病毒物质浓缩。

由于病毒是蛋白质性质的，它们能通过蛋白质沉淀法沉淀。

脊髓灰质炎病毒可通过高浓度的NH4Cl（每毫升培养液中加0.4g）沉淀下来。

这一过程要在低温下进行，NH4Cl要在搅拌下缓慢加到培养液中。

由于病毒蛋白沉降，溶液将变得浑浊。

将沉淀物通过低速离心（2000g，1-2hr）。

然后将含有病毒分子的沉淀物在少量磷酸盐缓冲液中再次悬浮培养。

这一步骤可浓缩病毒大约10倍，99％以上的病毒粒子可沉淀回收。

4.通过密度梯度离心最终纯化病毒。

脊髓灰质炎病毒可以通过蔗糖或CSCl的密度梯度离心纯化。

病毒学实验技术 [病毒学,实验技术]病毒学实验技术病毒学实验技术目的要求通过实验掌握常用的病毒学实验技术和诊断方法。

操作步骤一、病毒诊断用病料的采集病毒分离用生物学材料的最理想的采集时期，是在机体尚未产生抗体之前的疾病急性期。

各种病料，例如血液、鼻咽拭子、粪、尿、脓汁、水泡液、皮肤病变、脊髓液和活体穿刺材料以及剖检时采取的组织，均可用于病毒分离。

每个具体疾病需要采取什么样的生物标本，可参考有关疾病的叙述，特别是其诊断部分。

有一些总的规则适用于病毒分离用的组织的正确选择。

呼吸道疾病在急性期，通常在鼻或咽分泌物排出病毒。

在痘病的水泡液中或痂皮内也可发现病毒。

许多全身性卡他性疾病具有病毒血症期，易于由血液中分离到病毒。

实际上急性发病期间，机体的所有分泌物中都含有病毒。

与中枢神经系统有关的疾病较特殊，但也可由血液或病死动物的脑内分离病毒。

采取组织标本时一个最为重要的注意事项，就是必须在动物死亡后立即进行--必要时可扑杀濒死动物，就更有利于病毒分离。

同时应采取该动物血液作血清学试验,在冰冻前必须先从全血中分离血清，因为溶血标本经常不再能做某些血清学试验。

各种病毒的生物物理学和生物化学特性明显不同。

许多病毒对热及酸敏感，故在采集材料时必须特别注意。

尤其是必须采取新鲜材料，并立即置-60℃至-70℃下冰冻。

此外，在用这些病料接种组织培养物或试验动物分离病毒时，时间尽量要短。

如无其他方法，可将组织标本低温冰冻后置-20℃保存，等待取来干冰后再贮藏和送往实验室。

将标本放入宽口保温瓶或以泡沫苯乙烯隔热的纸板盒内，再用冰充填，也可达到这一目的。

如果没有干冰，则可应用50%甘油;某些病毒在此种溶液中能比其他一些病毒存活更久。

将小块组织、粪或粘液装入小瓶内，再向瓶内注满50%甘油，并贮存于6℃。

组织标本应以无菌器械在无菌条件下采取。

如果想要了解组织中的病毒分布，则必须应用分开的器械采取每个组织。

经常应用紧盖的灭菌旋帽瓶子贮存可疑的组织和液体。

病毒的提纯(1)病毒只在活的细胞内寄生、复制和增殖，要在病毒不失活的前提下，使之从细胞中释放出来，去除细胞成份。

有些病毒如痘病毒、正粘病毒、副粘病毒、披膜病毒，病毒粒子被释放到细胞外，可以从培养液或尿囊液中提纯；而另一些病毒如腺病毒、乳多空病毒、小DNA 病毒，在毒粒成熟后只有少数病毒释放到细胞外，大量提纯时必须首先裂解细胞，使病毒大量释放。

实验室常用冻融、研磨、高速捣碎、超声波处理或高压冲击、中性去污剂裂解、蛋白酶解等物理和化学的方法。

通过这些方法处理获得的粗制的病毒悬液，其中常含有大量的细胞碎片，一个有效的方法是以2 000～6 000r/min 离心30～40分钟，可除去90％以上的细胞碎片和杂质。

(2)病毒粒子实际上是大的蛋白颗粒，可以应用提纯蛋白质的一些技术方法。

(3)对大小、形状和密度高度一致的病毒粒子，可以采用分级分离的技术。

当然不同的病毒，其生长特性及理化学性质不同，因此提纯方法也不尽一致。

(一)沉淀法主要是从稀的悬浮液中浓缩病毒，有中性盐沉淀法、聚乙二醇(PEG)沉淀法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、皂土法和鱼精蛋白沉淀法等。

1.中性盐沉淀法病毒一般在45%以上饱和度的硫酸铵溶液中沉淀，且保持其感染性。

在含有病毒的组织培养液中加入等体积的饱和硫酸铵，可以很容易地沉淀某些病毒如狂犬病毒、鸡新城疫病毒等。

2.聚乙二醇沉淀法聚乙二醇(PEG)为水溶性非离子型聚合物，具有各种不同的分子量，用于病毒沉淀的主要是分子量为2 000～6 000的PEG。

将PEG配成50%左右的溶液，或直接将固体PEG加于病毒悬液中，使其达到所需浓度，通常在4℃搅拌过夜，然后离心使病毒沉淀。

Tanncock(1985年)成功地用PEG浓缩了禽脑脊髓炎病毒。

3.有机溶剂沉淀法甲醇、氯仿、正丁醇、氟碳化合物等都可用于提纯病毒，但乙醚、氯仿等脂溶剂对于具有脂质囊膜的病毒具有破坏和灭活作用，故不适于这类病毒的浓缩提纯。

四、病毒的培养和纯化
同微生物学其他学科分支一样，病毒学的进步完全得益于
研究方法和技术手段的发展。

通过病毒的分离与纯化获得纯化的、有感染性的病毒制备物
是病毒学研究和实践的基本技术。

1、病毒的培养
病毒的培养：二元培养物法
1、病毒的培养
培养液
细菌培养液变清亮
噬菌体细菌培养物
营养琼脂平板
细菌平板成为残迹平板若是噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板，
经过一定时间培养，在细菌菌苔上可形成圆形局
部透明区域，即噬斑（plaque）。

如同对细菌计数一样，形成的噬菌斑也可用于对
噬菌体的数目进行估算。

1、病毒的培养
动物病毒实验动物
鸡胚
多种细胞培养
1、病毒的培养
大多数动物病毒感染敏感细胞
培养能引起其显微表现的改变
，即产生致细胞病变效应
（cytopathic effect,CPE），例如
细胞聚集成团、肿大、圆缩、
脱落，细胞融合形成多核细胞，
细胞内出现包涵体（inclusion
body），乃至细胞裂解等。

1、病毒的培养
若标本经过适当稀释进行接
种并辅以染色处理，病毒可
在培养的细胞单层上形成肉
眼可见的局部病损区域，即
蚀斑（plaque）或称空斑。

1、病毒的培养
植物病毒敏感植物叶片产生坏死斑，或称枯斑
四、病毒的培养和纯化
2、病毒纯化
病毒是有感染性的生物体
标准纯化的病毒制备物应保持其感染性病毒具有化学大分子的属性
纯化的病毒制备物的理化性质应具有均一性。

病毒学实验技术实验一鸡胚接种器材：鸡胚打孔器注射器针头照蛋灯蛋座病毒液石蜡碘酊棉球酒精棉球鸡胚孵化→病毒接种（NDV、EDS—76、IBV→效价测定（HA、HI）一．精卵的选择、孵育和检卵1.受精卵的选择1）最好来自SPF鸡群，以降低母源抗体的影响2）最好是白克蛋3）受精卵必须新鲜，保存在5—20℃不要超过10天，保存一个月的受精卵，孵化率将近于零。

2.孵育1）孵箱温度保持37.5—38.5℃2）相对湿度：50-60%3）保证新鲜空气流通，尤孵化5-6天后4）孵育后第三天开始，每天翻卵一次3.检卵孵育后第4天开始，每天检卵一次。

4日卵可见血管。

未受精卵不见血管鸡胚。

死胚血管模糊，无胎动。

二．鸡胚的结构1．卵壳上有细孔，以行气体交换2．壳膜行气体和液体分子交换，故须一定湿度和气流3．气室呼吸和调节压力—卵壳孔交换4．绒毛尿囊腔胚胎呼吸器官，膜血管—O25．尿囊腔胚胎排泄器官，尿囊液初为通明，12-13天后因尿酸盐增多而渐浑浊。

6．羊膜腔胚胎浸泡于其中羊水7．卵黄早期养分8．卵白晚期养分三．接种前处理1．做接种记号2．消毒四．接种途径卵黄囊、尿囊腔、绒毛尿囊膜、羊膜腔、静脉、胚体1．卵黄囊接种法虫媒披膜病毒、衣原体、立克氏体等分离和增殖方法一：1）6-8日龄胚，画出气室和胚位，大头朝下2）碘及酒精消毒气室端3）钢锥在气室中央锥一小孔4）注射器吸取病毒液，沿小孔垂直刺入3cm，0.1-0.3ml/胚5）熔蜡封孔，续孵，弃24H内死胚方法二：1）2）同一3）卵横放，胚朝下，卵长1/2处消毒4）钢锥锥一小孔，注射器吸取病毒液，沿小孔垂直刺入1.5CM，0.1-0.5ml/胚5）封孔，续孵，弃24h内死胚2．绒毛尿囊膜接种法痘病毒和疱疹病毒分离和增殖方法一：1）10-12日龄胚，画气室，消毒2）在气室端开一1.5×1.5口3）灭菌镊子撕去一小片内壳膜4）滴入接种物5）胶布或透明纸封口方法二：（人工气室）1）在胚胎附近近气室处，选血管少处，烙一直径3-4mm的烤焦圈]2）消毒，刀撬起卵壳造成卵窗3）在气室端中央钻一个小孔4）用针尖挑破卵窗中心的壳膜，勿损伤其下的绒毛尿囊膜，滴加生理盐水于刺破出5）橡皮乳头于小孔上吸气，形成人工气室，可见绒毛尿囊膜上滴加的生理盐水下渗6）用1mlL注射器滴2-3滴接种物于绒毛尿囊膜上7）胶布或透明纸封口，熔蜡封孔8）鸡胚横卧孵育，勿翻动，卵窗向上3．尿囊腔接种法用于正粘病毒，副粘病毒分离和增殖1）选10-12日龄胚，画气室胚位，消毒2）钢锥锥一小孔3）注射器吸取病毒液，沿小孔刺入0.5-1cm，0.1-0.2/胚4）熔蜡封孔，续孵，检卵1次/天，弃24h内死胚静脉接种：蓝舌病毒；脑内接种：狂犬病毒实验二原代细胞培养（鸡胚成纤维细胞）器材：鸡胚碘酊棉球，酒精棉球照蛋灯蛋座大剪子眼科剪镊子平皿培养基胰酶水浴锅大青霉素瓶吸管吸球细胞瓶瓶塞一．实验目的：了解原代细胞培养的一般方法和用途二．实验步骤：1.取9-12日龄鸡胚，依次用碘酊和酒精消毒2.无菌夹起鸡胚置于无菌平皿3.眼科剪镊去头、四肢及内脏，Hank’S洗液两次4.剪碎近于乳糜状5.将剪碎组织倒入锥形瓶或烧杯或大青霉素瓶，Hank’S两次，然后加入4倍量的（5ml）5.6%、7.5%、8.8%），混匀后置37℃水浴20-30分钟，0.25%胰酶，调PH值7.6-7.8（NaHCO3期间每10min摇动一次，使细胞消化完全（组织块变松散，沉降变缓慢时表示消化足够）6.消化好后，取出瓶子，静置几分钟，洗去胰酶液，加含有犊牛血清的Hank’S液生长液约10ml，轻摇后吸去，重复一次，目的洗去残留的胰酶和抑制其消化作用7.加入生长液10ml，以粗口吸管吹吸数次，使细胞脱落分散，静置1-2分钟，使组织块下降，轻吸出细胞悬液于离心管中8.平衡后以2000r/min10min，弃上清，用10ml Hank’S液生长悬浮沉淀，分装于两个细胞瓶中，2ML/瓶。