FTA Elute卡用于病毒RNA常温存储及经济高效废水监测的实施方案研究

本文推荐了一种基于FTA Elute卡的病毒RNA常温存储策略，为废水流行病学（WBE）监测提供了突破性解决方案。研究通过RT-qPCR分析证明该卡可实现15.4%的RNA回收率，且在室温、4°C和-20°C条件下保持RNA稳定性超过一个月。该方法成功应用于SARS-CoV-2、甲型/乙型流感病毒的检测，为无冷链依赖的环境样本核酸保存运输提供了重要技术支撑。

　　

2.1 FTA Elute卡RNA洗脱方法的优化

分子病毒诊断通常需要冷链运输样本，而FTA Elute卡可通过专有化学基质实现病毒灭活和核酸稳定化，该技术已获得世界卫生组织（WHO）和美国疾病控制与预防中心（CDC）认可。本研究采用浸卡洗脱法，比较 Tris-乙酸-EDTA（TAE）缓冲液与无核酸酶水的洗脱效率，发现TAE缓冲液呈现更低的循环阈值（C_t值），表明其洗脱效果更优。500 μL与1000 μL洗脱体积的C_t值相当，但降至400 μL时目标RNA无法检出，最终选择500 μL TAE缓冲液作为标准洗脱方案。

2.2 FTA Elute卡上病毒RNA稳定性评估

通过三重复实验评估RNA稳定性，发现FTA Elute卡组与离心管对照组相比，RNA降解速度显著减缓。室温储存24小时后，管中仅剩33%可检测RNA，而卡上回收率达85.0%。至第7天，卡上仍存15.4%目标RNA，而管中RNA几乎完全降解。在甲型流感病毒（HA基因）和乙型流感病毒（NS1基因）的验证实验中表现出相同趋势，证实FTA Elute卡可通过其化学配方抑制降解酶活性，并通过滤纸纤维基质物理保护核酸。

2.3 不同存储条件下FTA Elute卡的稳定性评价

在室温（20–25°C）、冷藏（4°C）和冷冻（-20°C）条件下评估RNA稳定性。室温组C_t值上升最显著，反映RNA降解加速。冷藏和冷冻样本的C_t值在3天后稳定在15左右。定量分析显示，4°C条件下两周后仍可回收50% N基因RNA，而室温条件下1、2、3周的回收率分别为15.4%、8.8%和7.8%。低温储存（4°C和-20°C）3周后仍保持34.6%和32.0%的回收率，表明低温有效抑制了RNase活性。长期稳定性实验显示，不同废水基质中RNA在4°C储存一个月后仍可检测（约20%），但市政废水（Anglian Water样本）的回收率低于社区废水（Cranfield污水处理厂样本），可能与有机干扰物和颗粒物竞争卡片结合位点有关。

2.4 FTA Elute卡在废水RNA检测中的应用评价

实际废水样本未检出N、HA或NS1 RNA目标，可能由于病毒载量过低（约60拷贝/μL），较加标样本（10⁹拷贝/μL）低多个数量级。加标实验证明该策略具备多重检测能力。灵敏度测试表明，对SARS-CoV-2、甲型流感和乙型流感病毒的检测限为10³–10⁴拷贝/μL，与既往FTA卡肠道病毒研究一致。低浓度样本灵敏度下降可能与核酸结合动力学有关，强调在实际废水分析中进行预浓缩的必要性。

3 结论

FTA Elute卡为废水RNA常温存储提供便携、用户友好的解决方案。虽冷藏和冷冻条件优化了RNA保存，但室温下仍能维持超过一个月的稳定性，消除冷链运输需求。该技术对SARS-CoV-2、甲型和乙型流感病毒均有效，凸显其广泛适用性。低病毒载量样本的检测需结合预浓缩策略，后续将开展实地验证以评估其在不同气候和物流场景中的可行性。

4 实验方法

研究使用Sigma-Aldrich的FTA Elute卡、PBS缓冲液和无核酸酶水。RNA提取采用QIAamp Viral RNA Mini Kit（Qiagen），RT-qPCR使用AgPath-ID One-Step RT-PCR Kit（Thermo Fisher Scientific）。通过体外转录制备N、HA和NS1 RNA目标，废水样本取自Anglian Water（2020年采集，代表城市污水）和Cranfield污水处理厂（2022年采集，以生活污水为主）。卡片预处理采用PBS浸润和风干，RNA洗脱使用TAE缓冲液95°C孵育。RT-qPCR反应使用CFX96 Touch系统，数据以均值±标准差表示，采用Student's t检验进行统计比较。