一些離開了宿主的天花病毒在實驗室裡是怎樣存活下來的?

那些年老蔣


人類確實需要保存一些病毒樣本,以供醫學研究之用。不過要想長時間保存這些樣本,需要的保存環境也是極為苛刻的。

實驗室病毒的保存

研究用的病毒種一般都會被封裝在小劑量的密封瓶中,而且必須在乾燥和低溫的環境下保存。
圖:小劑量密封瓶


必須保證乾燥,是因為單個病毒非常小,直徑往往以納米計,很脆弱。冷凍和解凍時如果有水的話,銳利的冰晶會破壞病毒體的結構,使毒種失效。

必須保證低溫,是因為病毒普遍耐冷不耐熱。低溫下,構成病毒體的原子運動緩慢,遺傳物質可以保存很長時間。如果將溫度降低到零下190度以下,病毒體可以被保存好幾年,而且在遇到合適環境後它們依然有感染細胞的能力。如果發現解凍的毒種活性降低了,還可以讓它們傳個代,再繁殖一批。
圖:超低溫冰箱


為什麼病毒無法耐熱卻這麼扛凍?因為病毒不是我們普遍理解的生物。

病毒的特性

病毒比細菌小得多,您可以把它們想象成一個裝著DNA的,由蛋白質與寡糖組成的小盒子,若能用電子顯微鏡觀察,您可以直接觀察到組成它的原子。它是生命嗎?真不像。病毒很特殊,它只能在活細胞內部生存繁衍,離開細胞,它們只是一小團分子而已,自己無法進行任何生命活動。所以,人們認為病毒是一種介於生命與非生命之間的存在。


冷與熱對於病毒

得益於這種“生死之間”的特殊狀態,病毒可以在乾燥環境中存在很長時間,直到組成它的不穩定化合物發生分解為止。而低溫正好可以降低原子振動速度,延緩生化反應的時間。這和您冷凍一塊沒有生命的黃油,延緩它變質沒什麼區別。

但病毒很怕熱,區區40度左右就慫了。高等動物會用發燒來對抗病毒感染,因為病毒體沒有動力,不會自行移動,它得靠自己外膜突觸的分子與目標細胞膜的分子之間的吸引力作用才能貼到細胞上,高溫會加快原子運動速度,降低這種吸引作用。如果溫度再升高一些,到60度,病毒就徹底失去感染細胞的能力了。因為它的外層是蛋白質構成的,高溫會令蛋白質變質固化,使病毒無法脫去外膜進入細胞內部。所以加熱是可以消毒的,吃熟食喝開水是可以避免被感染的。
祝大家平安健康。

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純野生科學家


病毒是顆粒很小、以納米為測量單位、結構簡單、寄生性嚴格,以複製進行繁殖的一類非細胞型微生物。病毒是比細菌還小、沒有細胞結構、只能在細胞中增殖的微生物。由蛋白質和核酸組成。多數要用電子顯微鏡才能觀察到。

原指一種動物來源的毒素。“virus”一詞源於拉丁文。病毒能增殖、遺傳和演化,因而具有生命最基本的特徵,至今對它還沒有公認的定義。其主要特點是:

①形體極其微小,一般都能通過細菌濾器,因此病毒原叫“濾過性病毒”,原來只能用電子顯微鏡觀察,而最新的納米級光學顯微鏡已經可以直接觀察病毒了。

②沒有細胞構造,其主要成分僅為核酸和蛋白質兩種,故又稱“分子生物”;

③每一種病毒只含一種核酸,不是DNA就是RNA。

④既無產能酶系,也無蛋白質和核酸合成酶系,只能利用宿主活細胞內現成代謝系統合成自身的核酸和蛋白質成分。

⑤以核酸和蛋白質等“元件”的裝配實現其大量繁殖。

⑥在離體條件下,能以無生命的生物大分子狀態存在,並長期保持其侵染活力。

⑦對一般抗生素不敏感,但對干擾素敏感。

⑧有些病毒的核酸還能整合到宿主的基因組中,並誘發潛伏性感染。

病毒,是一類不具細胞結構,具有遺傳、複製等生命特徵的微生物。

病毒同所有的生物一樣,具有遺傳、變異、進化的能力,是一種體積非常微小,結構極其簡單的生命形式,病毒有高度的寄生性,完全依賴宿主細胞的能量和代謝系統,獲取生命活動所需的物質和能量,離開宿主細胞,它只是一個大化學分子,停止活動,可製成蛋白質結晶,為一個非生命體,遇到宿主細胞它會通過吸附、進入、複製、裝配、釋放子代病毒而顯示典型的生命體特徵,所以病毒是介於生物與非生物的一種原始的生命體.

病毒生命形式的兩重性

1.病毒存在的兩重性病毒的生命活動很特殊,對細胞有絕對的依存性。其存在形式有二:一是細胞外形式,一是細胞內形式。存在於細胞外環境時,則不顯複製活性,但保持感染活性,是病毒體或病毒顆粒形式。進入細胞內則解體釋放出核酸分子(DNA或RNA),借細胞內環境的條件以獨特的生命活動體系進行復制,是為核酸分子形式。

⒉病毒的結晶性與非結晶性 病毒可提純為結晶體。我們知道結晶體是一個化學概念,是很多無機化合物存在的一種形式,我們可以認為某些病毒有化學結晶型和生命活動型的兩種形式。

3.顆粒形式與基因形式病毒以顆粒形式存在於細胞之外,此時,只具感染性。一旦感染細胞病毒解體而釋放出核酸基因組,然後才能進行復制和增殖,併產生新的子代病毒。有的病毒基因組整合於細胞基因組,隨細胞的繁殖而增殖,此時病毒即以基因形式增殖,而不是以顆粒形式增殖,這是病毒潛伏感染的一種方式。

病毒用甲醛滅活後暫存4℃保存好,

對病毒的感染性有不利影響的最主要環境因素是溫度。

大多數病毒耐冷不耐熱,對熱不穩定。55—60℃,通常在數分鐘內,病毒的衣殼蛋白就會發生變性,使病毒失去感染能力。這可能是因為此時的病毒已失去了對正常細胞的吸附能力和/或脫衣能力。

大多數病毒(包括狂犬病毒)的半壽期在60℃以秒計,37℃以分鐘計,20℃以小時計,4℃以天計,—70℃以月計,-196℃以年計。

有囊膜的病毒比裸露的20面體病毒對熱的穩定性更差;某些有囊膜的病毒,如狂犬病毒和呼吸道合胞病毒,在凍融過程中也可以被滅活;其原因可能是冰結晶破壞病毒體的結果。

即使是在哺乳動物的正常體溫(37-38.5℃)下,也可能使某些病毒滅活,因此病毒必須低溫保存。

如要將病毒保存一天左右,則4℃通常是令人滿意的溫度;但若要保存更長時間,就需要在0℃以下保存。

在實驗室,常需要保存有活力的病毒毒種多年。以下兩種方法可以達到這一目的:

(1) 迅速冰凍:將小量病毒懸浮在含有保護蛋白質的液體和(或)二甲亞碸中,然後保存於乾冰溫度和某些超低溫冰箱的溫度(-70℃),在液氮溫度(-196℃)則可更長時間保持其感染性。

凍融,特別是反覆凍融可使許多病毒滅活。因此,為長期保存病毒,應儘快低溫冷凍,並且避免不必要的凍融。





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