Name: ניתוח DNA מיקרוביאלי בשטח באמצעות ערכת שדה חילוץ ביולוגית ויחידת qPCR שדה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-01-02T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 33 s
Description: למד ניתוח DNA מיקרוביאלי בשטח באמצעות ערכת חילוץ ביולוגית ויחידת qPCR ניידת. השיטה מאפשרת ניטור סביבתי מיידי במיקומים מרוחקים ותומכת במחקרי מיקרובים לשימור סביבתי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Adeloju, S. B., Khan, S., Patti, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Arsenic+contamination+of+groundwater+and+its+implications+for+drinking+water+quality+and+human+health+in+under-developed+countries+and+remote+communities-a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Sci%22%5BJournal%5D)">Arsenic contamination of groundwater and its implications for drinking water quality and human health in under-developed countries and remote communities-a review.</a> Appl Sci. 11 (4), 1926(2021).</li>
<li>Masindi, V., Foteinis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Groundwater+contamination+in+Sub-Saharan+Africa%3A+Implications+for+groundwater+protection+in+developing+countries%5BTitle%5D)+AND+%22Clean+Eng+Technol%22%5BJournal%5D)">Groundwater contamination in Sub-Saharan Africa: Implications for groundwater protection in developing countries.</a> Clean Eng Technol. 2 (1), 100038(2021).</li>
<li>Balasooriya, B. K., Rajapakse, J., Gallage, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+drinking+water+quality+issues+in+remote+and+Indigenous+communities+in+rich+nations+with+special+emphasis+on+Australia%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">A review of drinking water quality issues in remote and Indigenous communities in rich nations with special emphasis on Australia.</a> Sci Total Environ. 903 (1), 166559(2023).</li>
<li>Chen, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+attenuation+potential+of+vinyl+chloride+and+butyl+acrylate+released+in+the+East+Palestine%2C+Ohio+train+derailment+accident%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Natural attenuation potential of vinyl chloride and butyl acrylate released in the East Palestine, Ohio train derailment accident.</a> Environ Sci Technol. 58 (40), 17743-17755 (2024).</li>
<li>Singer, L. T., Schumacher, F., Fabisiak, J., Dietz, L. J., Ciesielski, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+East+Palestine+train+derailment%3A+A+complex+environmental+disaster%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotoxicol+Teratol%22%5BJournal%5D)">The East Palestine train derailment: A complex environmental disaster.</a> Neurotoxicol Teratol. 110, 107522(2025).</li>
<li>Rubin, B. E. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+the+impact+of+storage+conditions+on+microbial+community+composition+in+soil+samples%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Investigating the impact of storage conditions on microbial community composition in soil samples.</a> PLoS One. 8 (7), e70460(2013).</li>
<li>Fromin, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impacts+of+soil+storage+on+microbial+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Soil%22%5BJournal%5D)">Impacts of soil storage on microbial parameters.</a> Soil. 11 (1), 247-265 (2025).</li>
<li>Wang, Y., Li, X., Chi, Y., Song, W., Yan, Q., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+of+the+freshwater+microbial+community+structure+and+assembly+processes+during+different+sample+storage+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Microorganisms%22%5BJournal%5D)">Changes of the freshwater microbial community structure and assembly processes during different sample storage conditions.</a> Microorganisms. 10 (6), 1176(2022).</li>
<li>Kia, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrity+of+the+human+faecal+microbiota+following+long-term+sample+storage%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Integrity of the human faecal microbiota following long-term sample storage.</a> PLoS One. 11 (10), e0163666(2016).</li>
<li>Seifert-Dähnn, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Costs+and+benefits+of+automated+high-frequency+environmental+monitoring-the+case+of+lake+water+management%5BTitle%5D)+AND+%22J+Environ+Manage%22%5BJournal%5D)">Costs and benefits of automated high-frequency environmental monitoring-the case of lake water management.</a> J Environ Manage. 285 (1), 112108(2021).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Groundwater+Sampling+%28SESDPROC-301-R3%29%22">Groundwater Sampling (SESDPROC-301-R3)</a>. , United States Environmental Protection Agency. Washington, D.C. (2013).</li>
<li>Microbial Insights. , Microbial Insights, Inc. At. At 
 <a target="_blank" href="https://microbe.com/">https://microbe.com/</a> (2025).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>צינורות סיליקון 5/16"</td><td>אמזון (www.amazon.com)</td><td>796753613221</td><td>מודלים חלופיים עשויים להיות מקובלים</td></tr><tr><td>מקררים</td><td>סטייפלס (www.staples.com)</td><td>24299978</td><td>מודלים חלופיים עשויים להיות מקובלים</td></tr><tr><td>ערכת שדה בידוד DNA</td><td>Microbial Insights, Inc.&nbsp;</td><td>https://microbe.com/bio-extract/</td><td>קנייני</td></tr><tr><td>יחידת qPCR שדה עם אביזרים</td><td>Microbial Insights, Inc.&nbsp;</td><td>https://microbe.com/fieldquant/</td><td>קנייני</td></tr><tr><td>כפפות</td><td>אמזון (www.amazon.com)</td><td>תלוי בגודל</td><td>מודלים חלופיים עשויים להיות מקובלים</td></tr><tr><td>מסנני מי תהום</td><td>Microbial Insights, Inc.&nbsp;</td><td>https://microbe.com/wp-content/uploads/2025/08/MI-Sampling-US-01.02-bio-flo_dna_mi.pdf</td><td></td></tr><tr><td>קרח</td><td>חנות נוחות מקומית</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Kamoer DIP1500 משאבה פריסטלטית 24V 1500 mL/min hig</td><td>אמזון (www.amazon.com)</td><td>701705886813</td><td>מודלים חלופיים עשויים להיות מקובלים</td></tr><tr><td>פליירים מחטים</td><td>אמזון (www.amazon.com)</td><td>762983170575</td><td>מודלים חלופיים עשויים להיות מקובלים</td></tr><tr><td>מגבות נייר</td><td>סטייפלס (www.staples.com)</td><td>2126874</td><td>מודלים חלופיים עשויים להיות מקובלים</td></tr><tr><td>משקפי בטיחות</td><td>אמזון (www.amazon.com)</td><td>B0BNHKWR6W</td><td>מודלים חלופיים עשויים להיות מקובלים</td></tr><tr><td>טוש קצה דק של טוש</td><td>אמזון (www.amazon.com)</td><td>71641300033</td><td>מודלים חלופיים עשויים להיות מקובלים</td></tr></tbody></table>

ניתוח dna מיקרוביאלי בשטח באמצעות ערכת שדה חילוץ ביולוגית ויחידת qpcr שדה

Microbial DNA Analysis in the Field Using a Biological Extraction Field Kit and a Field qPCR Unit

חילוץ DNA מדגימות סביבתיות מייצגות בוצע הן באמצעות ערכת שדה החילוץ הביולוגית והן באמצעות שיטה מבוססת מעבדה מאומתת מאוד שתוארה קודם4. כפי שמוצג באיור 4, השלמת בידוד DNA מוצלחת באמצעות ערכת השדה אושרה כאשר השוו תוצאות qPCR לשיטת חילוץ מעבדה מאומתת מאוד. עקביות זו מאשרת שהשיטה שמרה על שלמות ה-DNA של דגימות סביבתיות בשטח.
רכיבי ערכת qPCR השדה מוצגים באיור 5. ניתוח של דילול תרבית סטנדרטי של דהלוקוקואידים (DHC) באמצעות יחידת qPCR שדה בוצע הן בטמפרטורות פנימיות (21 מעלות צלזיוס) והן בטמפרטורות חיצוניות (30 מעלות צלזיוס) כדי להמחיש את עמידות המכשיר בתנאי שדה אמיתיים. התוצאות, הנראות באיור 6, מדגישות את הסטייה הנמוכה עבור 10 חזרות שונות של כל אחד. להקשר מלא, DHC הוא אורגניזם המסוגל לפרק ממסים כלוריים והוא נפוץ לכימות באמצעות qPCRבתעשיית השיקום הסביבתי.
כדי לאמת את דיוק המכשירים, DHC נותח בשלושה ריכוזים שונים באמצעות עשרה מכשירי qPCR בשדה שבוצעו בשכפולים (איור 7). גם בשפע נמוך, סטיית התקן היחסית נותרה נמוכה (מתחת ל-5%) בכל הריצות האלה. יש לשים לב כי, בהשוואה לסטיית תקן, סטיית תקן יחסית חשובה לנתונים לוגריתמיים שכן היא מנרמלת את התוצאות באמצעות המשוואה הבאה:
<img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/69713/69713eq1.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 1">
כאשר RSD הוא סטיית תקן יחסית, σ הוא סטיית התקן של מאגר הנתונים, ו-μ הוא הממוצע של מאגר הנתונים.
יחד, שתי השיטות במאמר זה מספקות תוצאות שחזוריות על פני חילוצי שדה משוכפלים ובדיקות qPCR. ההסכמה בין חילוץ שטח ומעבדתי לניתוח qPCR מראה שניתן לקבל נתונים אמינים ואיכותיים ללא תלות בתשתית מעבדה, מה שמאפשר ניתוח מיקרוביאלי בסביבות מרוחקות או מוגבלות במשאבים.
<img alt="איור 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig1.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 1"> 
איור 1: רכיבי ערכת פילטר מכוסה. המסנן המכוסה משמש לסינון הביומסה החוצה מדגימת המים. על ידי חיבור למשאבה פריסטלטית באמצעות צינור, המים נדחפים דרך המסנן. לאחר רישום הנפח הכולל של המים, המים מושלכים והביומסה שנאספת על המסנן מוכנה להפקת DNA. רכיבים: א. צינור סטרילי שמחזיק את המסנן והרכיבים לפני ואחרי השימוש, ב. פקק כניסה, ג. מהדק צינור, ד. מתאם חיבור לצינור עם נעילת לואר, ה. מסנן עטוף, ו. מכסה יציאה מגומי. התמונה בשימוש באישור Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.</a>
<img alt="איור 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig2.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 2"> 
איור 2: חיבור פילטר וצינורות. הצינור נדחף מעל מתאם חיבור הצינור עם נעילת לואר ומוחזק במקום באמצעות מהדק הצינור. הקצה השני של הצינור מחובר למשאבה פריסטלטית (חיבור זה ופעולת המשאבה אינם בתחום הפרוטוקול הזה). התמונה בשימוש באישור Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.</a>
<img alt="איור 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig3.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 3"> 
איור 3: רכיבי ערכת שדה בידוד DNA. כל הרכיבים סטריליים לפני השימוש. הרכיבים כוללים: (1) ערכת סינון מקופלת (ראו איור 1 לפרטים נוספים), (2) מזרק 3 מ"ל, (3) מזרק בנפח 1 מ"ל טעון מראש בתמיסה A, מכוסה, (4) מזרק 1 מ"ל טעון מראש בתמיסה B, מכוסה, (5) מזרק 3 מ"ל, (6) צינור סיליקון, (7) מזרק 1 מ"ל עם עמוד בידוד, (8) פיפטת העברה חד-פעמית בנפח 1 מ"ל, (9) מחסנית הכנת דגימת בידוד DNA, (10) צינור מיקרוצנטריפוגה 1.5 מ"ל. לא בתמונה: ריבועי פרפילם לאיטום בזמן הניעור, ומגבוני הכנה לאלכוהול ששימשו לניקוי המשטח ששימש לחילוץ. התמונה בשימוש באישור Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.</a>
<img alt="איור 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig4.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 4"> 
איור 4: השוואת חילוץ שדה באמצעות דגימות מהעולם האמיתי. תוצאות qPCR השוואתיות של DNA שבודד משתי דגימות מייצגות בשיטת מעבדה (פסים אדומים) לעומת ערכת שדה החילוץ הביולוגית (פסים כחולים). אלו לא נותחו בשכפול, כפי שמצופה בניתוח qPCR סטנדרטי. מטרות גן (ציר x) מראות שפע (ציר y) בסדר גודל בשתי השיטות. מידע על כל גן יעד ספציפי אינו כלול כיוון שהוא מחוץ להיקף מאמר זה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.</a>
<img alt="איור 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig5.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 5"> 
איור 5: מכשיר ורכיבים מבוססי שדה של qPCR. הרכיבים כוללים: א. מכשיר qPCR מבוסס שדה, מגש ההכנה לדגימה B. רצועת בדיקה המכילה תגובות ליופיליות, D. טלפון טעון מראש ביישום המשמש להפעלת הכלי. התמונה בשימוש באישור Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.</a>
<img alt="איור 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig6.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 6"> 
איור 6: הדגמת עמידות qPCR בשדה השטח. תקן דהלוקוקואידס (DHC) נותח בעשרה שכפולים תחת תנאי טמפרטורה חיצוניים (30°C, פסים אדומים) ופנימיים (21°C, פסים כחולים), מה שמדגיש את אמינות הכלי לשטח. מספר הריצה של השכפול מופיע לאורך ציר ה-x והשפע המחושב של ה-DHC מופיע לאורך ציר ה-y. הממוצע הפנימי (20 מעלות צלזיוס) חושב כ-4.92 × 10² תא למ"ל, SD = 1.14 × 10² תאים/מ"ל (n = 10), והממוצע החיצוני (30 °C) חושב כ-5.89 × 10² תאים/מ"ל, SD = 1.80 × 10² תא למ"ל (n = 10). המדידות שהתקבלו ב-20 °C ו-30 °C לא היו שונות באופן משמעותי (מבחן t של וולש, p = 0.17). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.</a>
<img alt="איור 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig7.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 7"> 
איור 7: הדגמת דיוק qPCR בשדה. ביצועים מדויקים בין 10 כלים שונים, הפועלים בשכפול בשלושה ריכוזים סטנדרטיים שונים. הערך האמיתי ומספר השכפול (n = 2 עבור 10 מכשירים בכל ריכוז סטנדרטי) מופיעים לאורך ציר ה-x, עם פסים צבעוניים הספציפיים ליחידת השדה. ציר ה-y מציג את השפע המחושב עבור כל ריצה. אחוז סטיית התקן היחסית לכל ריכוז תקני מוצג בקווים המקווקו מעל הפסים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.</a>

ניתוח DNA מיקרוביאלי בשטח באמצעות ערכת שדה חילוץ ביולוגית ויחידת qPCR שדה

As quantitative PCR (qPCR) is adopted more widely across industries, the capacity to extract and analyze DNA in remote settings without logistical hurdles ...

microbial-dna-analysis-field-using-biological-extraction-field-kit

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

פותחה שיטת מיצוי DNA היברידית אוטומטית למחצה לשימוש עם דגימות ייצור עופות סביבתיות והדגימה שיפורים על פני שיטת מיצוי מכנית ואנזימטית נפוצה מבחינת ההערכות הכמותיות והאיכותיות של כלל קהילות החיידקים.

הפקת DNA שיטה היברידית להערכה איכותית וכמותית של הקהילות בקטריאלי מדוגמאות ייצור עופות

שני ניתוחים משלימים של חלקיקים ביולוגיים אטמוספריים ממסננים שנדגמו באוויר מתוארים כאן: מיצוי וזיהוי של אנדוטוקסין ושל DNA.

Air-שנדגמו ניתוח סינון עבור אנדוטוקסינים ותוכן DNA

אנחנו מתארים שיטה יעילה, איתנה, וחסכונית לחילוץ חומצות גרעין מן מטליות לאפיון של קהילות חיידקי באמצעות רצף amplicon הגן 16S rRNA. השיטה מאפשרת גישה עיבוד משותף סוגי מדגם מרובים ויכול להכיל מספר תהליכים טיפוליים במורד הזרם.

הפקת חומצות גרעין יעיל 16S rRNA ג&#39;ין רצף עבור בקטריאלי קהילת אפיון

מסופק פרוטוקול לכימות גנים ותעתיקים של חיידקים 16S rRNA ממשקעי חוף באמצעות PCR בזמן אמת. המתודולוגיה כוללת מיצוי משותף של DNA ו-RNA; הכנת RNA נטול DNA; וכימות גן rRNA 16S וכימות תעתיק באמצעות RT-q-PCR, כולל בניית עקומה סטנדרטית.

הפקת DNA-RNA סימולטני החוף משקעים וכימות של 16S rRNA גנים תעתיקי ידי בזמן אמת PCR

זיהוי מהיר ומדויק של פתוגנים באתר, במיוחד קרקע בתפו פתוגנים צמח, הוא חיוני כדי למנוע התפשטות של מחלות בתחום עיצוב והפקת inoculum. השיטה שפותחה כאן באמצעות מערכת זיהוי PCR נייד בזמן אמת מאפשר האבחון באתר בתנאי שדה.

זיהוי מולקולרי באתר של קרקע בתפו Phytopathogens באמצעות מערכת ה-PCR נייד בזמן אמת

כאן, אנו מתארים את פרוטוקול להשיג אמפליקון רצף נתונים של קרקע, rhizosphere, microbiomes endosphere השורש. מידע זה יכול לשמש כדי לחקור את הרכב ואת הרב-גוניות של צמח-הקשורים קהילות מיקרוביאלי, מתאים לשימוש עם מגוון רחב של מיני צמחים.

לחקור את השורש Microbiome: שליפת נתונים הקהילה חיידקי מן האדמה, Rhizosphere, Endosphere שורש

חפירה של שורשי צמחים מן השדה, כמו גם עיבוד של דגימות לתוך endosphere, rhizosphere ואדמה מתוארים בפירוט, כולל הפקת דנ א ושיטות ניתוח הנתונים. נייר זה נועד לאפשר מעבדות אחרות שימוש בטכניקות אלה לצורך המחקר של קרקע, endosphere, rhizosphere microbiomes.

בידוד וניתוח של הקהילות מיקרוביאלית בקרקע, Rhizosphere ושורשים בניסויים עשב רב שנתי

הבנת ההרכב הביולוגי של חלקיקי סביבתי חשוב לחקר שלה השפעות משמעותיות על בריאות האדם ואת התפשטות המחלה. . היינו שלושה סוגים של שיטות דגימה bioaerosol, ניתוח הביולוגי של חיידקים באוויר כדאי לחקור את קהילות חיידקים באוויר בתנאים סביבתיים שונים.

הלחנה וניתוח הפצה Bioaerosols בתנאים סביבתיים שונים

הפרוטוקול מזהה גנים מרכזיים של מחזור מתאן בביצות החוף של דרום טקסס ומדמיין את התפוצה המרחבית שלהם כדי לשפר את ההבנה של ויסות המתאן והשפעותיו הסביבתיות במערכות אקולוגיות דינמיות אלה.

הדמיה של דינמיקה מיקרוביאלית של מחזור מתאן בביצות חוף

מחקר זה מציג שיטה מהירה של ddPCR לכימות ביומסה מיקרוביאלית בקרקע ויחס פטרייתיה-חיידקים. למרות שפחמן ביומסה מיקרוביאלי שמקורו ב-ddPCR מראה רק קורלציה חלשה עם הערכות הפיוגציה של כלורופורם, השיטה מספקת גישה מולקולרית רגישה וניתנת להרחבה להערכת שפע מיקרוביאלי ללא דגימת קרקע נוספת או שימוש בדגימות קשות.

קביעת ביומסה מיקרוביאלית בקרקע באמצעות PCR טיפות דיגיטליות (ddPCR)

למד ניתוח DNA מיקרוביאלי בשטח באמצעות ערכת חילוץ ביולוגית ויחידת qPCR ניידת. השיטה מאפשרת ניטור סביבתי מיידי במיקומים מרוחקים ותומכת במחקרי מיקרובים לשימור סביבתי.

ניתוח DNA מיקרוביאלי בשטח באמצעות ערכת שדה חילוץ ביולוגית ויחידת qPCR שדה

גלה סרטונים נוספים