生物学的抽出フィールドキットとフィールドqPCRユニットを用いた現地での微生物DNA解析

Summary

信頼性が高く正確な現場展開可能なDNA分析は、多くの産業にとって非常に重要です。本論文では、現場での環境微生物分析のための2つの方法を提案します。1) 生物学的抽出フィールドキットを用いた環境サンプルから微生物DNAを分離する方法、2) フィールドqPCRユニットを用いたDNA解析です。

Abstract

定量PCR(qPCR)が業界全体でより広く採用されるにつれ、遠隔地で物流上の障壁なくDNAを抽出・解析する能力が不可欠となっています。明確な例として、列車脱線や石油流出の影響を受けた遠隔地で汚染物質分解性細菌を定量化する簡易なツールの必要性があり、リスクや環境への影響をタイムリーに評価できるようになっています。これを確実に実現するためには、プロセスは携帯可能で軽量、非科学者にも使いやすい、汚染に強く、迅速な結果を出しつつ厳格な品質管理を維持する必要があります。核酸抽出とqPCR分析の両方の選択肢は長年以前から存在していましたが、技術の進歩により信頼性が高く正確な現場展開可能なシステムの開発が可能になったのはごく最近のことです。本研究では、実際の環境条件下でフィールドDNA抽出キットと携帯型qPCR機器を組み合わせて使用することを実証します。約30°Cの屋外環境下でのフィールド試験では、制御された実験室環境で得られたものと同等のDNA収率と増幅効率が示されました。重要なのは、現場で得られた結果が同等の感度と再現性を示し、従来の実験室インフラを必要とせずに携帯可能なワークフローが高品質なデータを提供できることを裏付けたことです。これらの発見は、qPCRのリモートや資源制限の限られた環境への分散型分子解析の可能性を浮き彫りにしつつ、意思決定に必要な正確性と信頼性を維持しつつも実現しています。

Introduction

qPCRのような分子生物学的解析を検討する際には、サンプル管理にいくつかの制限があります。明確な例として、列車脱線や石油流出の影響を受けた遠隔地で汚染物質分解性細菌を定量化するシンプルで信頼性の高いツールの需要があり、環境リスク^と影響のタイムリーな評価を支援し^{ています。}主な制約は、どんなにサンプルを冷やしても、微生物群集^{が時間とともに}変化することがあり(そして実際に変化する)、^6,7。サンプルが採取された元の環境を正確に反映するために、DNAは24^時間8以内に抽出することが推奨されます。沖合の石油プラットフォームで微生物サンプルを採取する技術者や、熱帯雨林の奥深くにいる科学者にとって、このタイムラインは現実的ではありません。これらの遠隔地から水や土壌のサンプルを同じ日に輸送会社に届け、その後(冷蔵を維持しながら)一晩で検査所に送り、DNAを抽出して分析に至らせるのは単純に不可能です。

DNAが抽出されると時計は止まり、適切な^{保存技術により}サンプルの遺伝情報全体が無期限に保存されます。これにより、抽出されたDNAは、保存期間が限られている化学的、冶金的、生物学的サンプルの大多数と比べて非常に独特なものです。アーカイブされたDNAは数年後から数十年後に取得され、新しいプラットフォームで新たな標的を分析することができます。このため、抽出されたDNAが遅延による変異した微生物群集ではなく、元の微生物群集を真に表していることが極めて重要です。

さらに、サンプルの抽出と分析をラボが必須とし、サンプリングプログラムの柔軟性と一貫性を大きく制限します。物流費用だけでも、^{特定のプロジェクトでは}高額になることもあります。サンプルを解析し、数時間から数分以内に関心のある遺伝子標的を正確に定量化できる能力は、世界中の環境プロジェクトに多くの扉を開きます。

Protocol

注:以下のプロトコルはバイオエキスキット(生物抽出フィールドキット)およびFieldQuant qPCR(フィールドベースqPCR)を用いて実施されました。

1. 地下水からのバイオマスサンプリングと、カプセル化されたフィルターおよび生物抽出フィールドキットを用いたDNA分離プロトコル

1. ステップ1のすべてのステップでは手袋と安全メガネを着用してください。
2. 蠕動ポンプとチューブを準備し、環境保護庁(EPA)の地下水サンプリングガイダンス¹¹に従い、標準的な体積パージングで井戸をパーリングします。
3. 付属の遠心分離機チューブからカプセル化されたフィルター、アダプター、クランプ、キャップを取り外します(図1)。
4. チューブ(内径1/4〜5/16インチ[I.D.])を付属のクランプに通し、ホースをロックルアーアダプターに固定するためにクランプを締めます(図2)。
5. フィルターのインレットを、前のステップで取り付けたルアーロックアダプターに接続します。
6. フィルターを受信容器に入れて、ろ過される水の量を正確に測定できるようにします。
7. 低流量(<0.5 L/min)で最大1Lの水をろ過します。ろ過される水の量は水の濁度によって異なります。
   1. フィルターが詰まって1L未満の場合は停止し、次のステップに進みます。
      注:DNA分析は感度が高く、システムのバイオマスに応じて10 mL程度で実施可能です。
8. フィルターを通過した体積をミリリットル(mL)で手動で記録します。ろ過水は捨ててください。
9. 両端のフィルターにキャップをしてください。細い端は赤いキャップで閉じ、太い端は白いルアーロックプラグで閉じていることを確認してください。
10. フィルターを付属のプラスチックチューブに戻してください。
11. ラベルを遠心分離機のチューブに貼り付け、フィルターを通過した水の量、場所、サンプリング日、要求された分析内容を記入してください。抽出されるまで1〜4°Cで保存します。
    注意:フィルターはサンプリングから24時間以内に抽出しなければなりません。
12. 付属のアルコール下処理ワイプを使って、抽出の段階に使える平らな面(例:木製の板、トラックのテールゲートなど)をきれいにします。
13. DNAを抽出するには、生物抽出フィールドキットのすべての成分を平らで清潔な表面に並べます(図3)。
    1. フィルターの両端をキャップ外し、キャップは後で使うために脇に置いてください。キットに付属している3mLのシリンジを探して開けてください。3mLのシリンジに空気を吸い込み、ロッキングルアー接続でフィルターに接続します。
    2. シリンジの空気を押し出して、フィルターから残った水を押し出します。注射器を外して、さらに空気を取り込んでから繰り返します。
    3. これを何度も繰り返し、できるだけ多くの水がフィルターから排出されるようにします。赤いコンセントキャップをもう一度キャップしてください。
14. 密閉した溶液Aシリンジを何度か逆さにしてよく混ざり合うようにしてください。ルーアロックの注射器キャップを外してください。
15. 溶液A注射器をルアーロッキング先端でカプセル化された0.2μmフィルター入口に接続し、プランジャーを押し込んでゆっくり溶液A全体を加えます。速く押しすぎると逆圧が発生するので、プランジャーをゆっくり下げるようにしてください。フィルターの詰まりで溶液Aの追加が妨げられている場合は、フィルターの赤い出口キャップを外して再度試してください。フィルターをもう一度確認してください。
16. 閉じたフィルターを5分間激しく手を振ってください。
    注意:疲労を防ぐため、この工程までに複数のサンプルを準備し、すべて同時に手で振ることが可能です。利用可能な場合は、手を握る代わりに充電式ボルテックスミキサーでこの工程を行うことができます。
17. 密閉した溶液Bシリンジを何度か逆さにして、よく混ざっていることを確認します。注射器からルーアーロックキャップを外してください。
18. カプセル化されたフィルターの入口キャップを外してください。溶液Bの注射器をルーアーロッキング先端でカプセル化されたフィルター入口に接続し、プランジャーを押し込んでゆっくり溶液B全体を加えます。速く押しすぎると逆圧が発生するので、プランジャーをゆっくり下げるようにしてください。フィルターの入口キャップをリキャップしてください。
19. 閉じたフィルターを5分間激しく手を振ってください。
    注意:疲労を防ぐために、この工程までに複数のサンプルを準備し、すべて同時に手で振ることができます。利用可能な場合は、手を握る代わりに充電式ボルテックスミキサーでこの工程を行うことができます。
20. インレットキャップを外してください。
21. フィルターを逆さまにした状態で、カプセル化されたフィルターユニットに接続された3mLのシリンジを使って1mLの空気をフィルター内に押し込み、プランジャーを引いてできるだけ多くの溶解液(液体)を除去します。
    注意:溶液が特に粘度が高い場合は、フィルターから溶液を取り除くためにプランジャーを何度も押したり引いたりする必要がある場合があります。
22. 溶解液を5mLのビーズチューブに加えます。チューブにキャップをして、上部にパラフィルムで密封します。
23. チューブを激しく手で5分間振ってください。手順を続けながらチューブを立てて置いてください。
    注意:疲労を防ぐため、この工程までに複数のサンプルを準備し、すべて同時に手で振ることが可能です。利用可能な場合は、手を握る代わりに充電式ボルテックスミキサーでこの工程を行うことができます。
24. ホイルの上部の汚染を防ぎつつ、サンプルプレップカートリッジを平らな面に置きます。
25. 1mLの注射器を包装から取り出し、ルアーロック可能なカラムを注射器の先端にねじ込みます。カラムの先端を使って、サンプル準備カートリッジの最初のセクションに2つの穴を開けます。
    注意:カートリッジの一部部分にはカオトロピック塩やエタノールが含まれています。手袋と安全メガネを着用してください。
26. プラスチック製の体積ピペットを使い、ビーズチューブから1mLの溶解液(液体のみ、ビーズの移動はできるだけ避けてください)を、最初のサンプル準備カートリッジセクションの新しく開けた穴に移します。最良の結果を得るためには、ホイルの穴にピペットで挿入する際に、溶液をわずかな角度でゆっくり加えます。
27. 注射器カラムをカートリッジの赤い部分に戻します。液体を完全に注射器に引き込んでから押し出します。このポンプ動作を10回繰り返します。
28. 次のステップに進む前に、注射器からすべての液体をカートリッジの赤い部分に戻してください。液体をあるセクションから別のセクションへ移動させるべきではありません。これはサンプルDNA分離プロトコルの残りの各ステップに適用されます。
29. 注射器柱の尖った先端を赤橙色の部分の上に置き、ホイルバリアに2つの穴を開けます。プランジャーを使って注射器の容量を全部引き出し、液体を注射器の上まで流し、最後までポンプで戻します。このステップを1回繰り返し、合計2回ポンプで液体を押し出します。次の工程に液体を移さないでください。
30. 注射器柱の尖った先端をオレンジ色の部分の上に置き、ホイルバリアに2つの穴を開けます。プランジャーを使って注射器の液体の全量を注射器に引き込み、最後までポンプで抜きます。次の工程に液体を移さないでください。
31. 注射器柱の尖った先端を黄色い部分の上に置き、ホイルのバリアを2回貫通させます。プランジャーを使って注射器の液体の全量を注射器に引き込み、最後までポンプで抜きます。次の工程に液体を移さないでください。
32. 注射器柱の尖った先端を青い自然乾燥部分の上に置き、ホイルのバリアを一度だけ貫通します。プランジャーを使って注射器の空気の全量を注射器に引き込み、素早くポンプで抽出します。このポンプ動作を素早く繰り返し、カラムが乾いているように見えるまで最低20回繰り返します。
33. 注射器の先端を最後の緑の部分の上に置き、ホイルバリアを2回貫通します。プランジャーを使って注射器の液体の全量を注射器に引き込み、最後までポンプで抜きます。このステップを合計5回ポンプで繰り返します。
34. 1mLシリンジとサンプルプレップカラムを使い、緑色の部分からすべての溶液をよく標識された1mLマイクロチューブに移します。これがフィールド抽出DNAサンプルです。1〜10°C(例:クーラーで氷や氷嚢を入れて保存したり、冷蔵庫で保管したり)で最大1週間、または使用まで保存してください。
    注:長期保存のために、DNAサンプルは-20°Cで無期限に保存可能です。

2. フィールドqPCRユニットを用いたフィールドベースのqPCR解析プロトコル

注:現場でのqPCR機器および機器を制御するスマートフォンは充電式バッテリーに依存しています。フィールドに向かう前に、両方が完全に充電されていることを確認してください。

1. 最大3つのフィールド抽出DNAサンプルをトレイの純粋なサンプルスロットに入れます。各セクションに1つのサンプルがあることを確認してください:スロット1、2、3に1サンプル、スロット4、5、6に1サンプル、スロット7、8、9に1サンプルずつ。
2. 各サンプルのアッセイストリップをトレイの対応するA、B、またはCのストリップスロットに挿入します。ストリップの最初の井戸をトレイの最初のスロットに合わせます。
3. 電話のロックを解除し、商標登録されたqPCR機器の名前を冠したアプリケーションを開いてください。電話とフィールドQPCRユニットは統合された短距離無線接続で接続されます。アプリが開いたら、 開始実行 ボタンをタップします。
   注意:このアプリは付属の携帯電話に事前にインストールされており、他からダウンロードすることはできません。
4. 次の画面で 「ID生成 」ボタンをタップしてください。
5. 次の画面では各サンプルのサンプル情報を入力します。「 Sample ID 」をタップして「サンプル名」を入力してください。
   1. サンプル単位をタップし、抽出に使用したサンプルタイプに応じた適切な体積単位(グラム[g]、ミリリットル[mL]、または綿棒)を選択します。
   2. 次に サンプル量 を下に押し込み、上記のフィールド抽出で使用したサンプルの体積(例:ろ過した水のミリリットル)を入力します。このプロセスを残りの2つのサンプルでも繰り返します。
   3. すべてのサンプル情報を入力し終えたら、 コンティニュー ボタンをタップします。
      注意:3サンプル未満を使用する場合は、サンプルIDをデフォルトにして、任意の単位を選択し、未使用サンプルを処理するためにサンプル量行に1と入力してください。
6. 次の画面でフォルダをタップします。次の画面に移動して、現在のフォルダに 保存 をタップします。
7. 次の画面でラン名を入力して 確認ボタンをタップします。
8. 楽器の左上にある 電源 ボタンを押しながら、楽器前面のすべてのライトが点灯するまで(~5秒)点灯します。その後、アプリで 「確認 」を押して続けてください。
9. 次の画面で、統合型短距離無線接続をタップしてください。楽器上部にある 内蔵の短距離無線 ボタン(おなじみの商標マーク)を押して、青いランプが点滅し始めるまで押し続けます。 確認 ボタンをタップして、アプリとインストゥルメントが同期するまで待ちます。同期が完了したら、アプリで インストゥルメント名 をタップして選択し、 接続 ボタンを押してアッセイストリップの読み込みに進みます。
   注意:もし機器とアプリが最初に同期しない場合は、機器の内蔵短距離無線ライトが点滅しているか確認し、再度タップスキャンしてください。
10. アッセイストリップのキャップを外す前に、凍溶性ペレットがアッセイストリップウェルの上部にないか必ず確認してください。もしそうなら、井戸の底を優しく弾いてペレットを井戸の中に沈めます。
11. 最初のサンプルのためにゴーストリップチューブのキャップを外します。アッセイストリップの最初の井戸に18μLの滅菌水を加え、優しく上下にピペットを動かしてペレットを溶解させます。残りの2つの井戸も同じように繰り返します。
12. 各井戸に2μLのサンプルを加え、チューブ内にゴム製のアッセイストリップキャップを挿入し、キャップ間の切り欠きはトレイの背面を向いて密封します。必要に応じて、残りのサンプルについてもステップ2.10-2.12を繰り返します。すべてのアッセイストリップが充填され、ストリップキャップで密封されたら、アプリで 確認 ボタンをタップします。
13. アッセイストリップを一つずつ取り出し、井戸の底に気泡がないか確認してください。井戸の底に泡がある場合は、ストリップを優しく前後に揺らして泡が井戸の上部に向かって移動するまで続けてください。すべての井戸を確認したら、アプリで 確認 ボタンをタップし、機器にストリップを積み込みます。
14. 装置の蓋を開け、アッセイストリップをトレイ上と同じ順序と向きでフィールドqPCR装置に置き、井戸のヒンジとキャップ間の切り欠きが機器の背面を向くようにします。すべてのストリップを追加したら、蓋を優しく押し下げてロックし、 タップで確認します。
15. アプリの スタート ボタンをタップしてください。
    注意:ランは開始され、あらかじめ設定されたラン条件で完了までに~45分かかります。これらの条件は編集できません。
16. ランが終わったら、 メール結果をタップしてください。電話がWi-Fiに接続されると、結果が分析と報告のために送信されます。それまでは、結果が機器に保存されます。
    1. Wi-Fiに接続したら、ユーザーは再度 送信 ボタンを押して結果を送信します。
17. サンプル間の汚染を防ぐために、ランの間はトレイを清掃してください。
    注:出力は各井戸のサイクル閾値(Ct)値を含むExcelファイルです。これらの結果は検査室に送られ、増幅品質が検査され、各qPCRターゲット特有の検証済み標準曲線を用いてCt値を存在比に変換し、元のサンプルの体積とマトリックスに基づいて分析されます。これらの結果は電子的な成果物としてPDFとしてユーザーに送信されます。

Results

代表的な環境サンプルからのDNA抽出は、生物抽出フィールドキットと、^先に述べた高度に検証された実験室ベースの方法の両方を用いて行われました。 図4に示すように、フィールドキットを用いたDNA分離の成功は、qPCR結果と高度に検証された実験室ベースの抽出法を比較することで確認されました。この一貫性は、この方法が現場での環境サンプルのDNA完全性を保持していることを裏付けています。

フィールドqPCRキットの構成要素は図5に示されています。フィールドqPCRユニットを用いた標準培養希釈デハロココイデス(DHC)の分析を行い、室内(21°C)および屋外(30°C)の両方で、実際の現場条件下での機器の堅牢性を示しました。図6に示される結果は、それぞれの10回の異なる反復で低い偏差があることを示しています。全体の背景として、DHCは塩素化溶媒を分解する能力を持つ生物であり、環境修復業界でqPCRによって一般的に定量されます^。

機器の精度を検証するため、DHCは3つの異なる濃度で、重複して実施された10台のフィールドqPCR機器を用いて分析しました(図7)。存在比が低くても、相対標準偏差はすべてのランで低く(5%未満)維持されていました。標準偏差と比較して、対数データにおいて相対標準偏差は重要なことに注意してください。なぜなら、次の式で結果を正規化するからです。

ここでRSDは相対標準偏差、σはデータセットの標準偏差、μはデータセットの平均です。

本論文内の両手法は、再現フィールド抽出およびqPCRアッセイの両方で再現可能な結果を提供します。フィールドと実験室での抽出とqPCR解析の一致は、実験室インフラに依存せずに信頼性が高く高品質なデータが得られることを示し、遠隔地や資源制限のある環境でも微生物分析を実施できることを示しています。

図1:カプセル化されたフィルターキットの部品。 カプセル化されたフィルターは、水サンプルからバイオマスをろ過するために使われます。チューブを介して蠕動ポンプに接続することで、水がフィルターを通過します。水の総体積を記録した後、水は捨てられ、フィルターに集められたバイオマスはDNA抽出の準備が整います。部品:a. 使用前後にフィルターや部品を保持する滅菌チューブ、b. 給水口キャップ、c. ホースクランプ、d. ルーアーロックチューブ接続アダプター、E. カプセル化されたフィルター、F. ゴム製アウトレットキャップ。画像はMicrobial Insights, ^Inc.12の許可を得て使用。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図2:フィルターとチューブの接続。 チューブはルーアロックチューブ接続アダプターに押し込まれ、ホースクランプで固定されます。チューブのもう一方の端は蠕動ポンプに接続されています(この接続およびポンプの動作は本プロトコルの範囲外です)。画像はMicrobial Insights, ^Inc.12の許可を得て使用。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図3:DNA分離フィールドキットの構成要素。 すべての部品は使用前に滅菌されています。構成要素は以下の通りです:(1) カプセル化されたフィルターキット(詳細は 図1 参照)、(2) 3 mLシリンジ、(3) 溶液Aをあらかじめ装填した1 mLシリンジ(キャップ付き)、(4) 溶液Bをあらかじめ装填した1 mLシリンジ(キャップ付き)、(5) 3 mL シリンジ、(6) シリコーンビードチューブ、(7) 分離カラム装着の1 mLシリンジ、(8) 1 mL 使い捨てトランスファーピペット、 (9) DNA分離サンプル準備カートリッジ、(10) 1.5 mLマイクロ遠心分離機チューブ。写真に載っていません:振る際のシーリング用のパラフィルムスクエアと、抽出に使う表面を掃除するためのアルコールプレップワイプです。画像はMicrobial Insights, ^Inc.12の許可を得て使用。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図4:実世界のサンプルを用いたフィールド抽出比較。 2つの代表サンプルから実験室法(赤いバー)を用いたDNAのqPCR結果と生物学的抽出フィールドキット(青バー)の比較結果。これらは標準的なqPCR解析で期待される再現解析は行われませんでした。遺伝子標的(x軸)は、両方法とも1桁以内の存在比(y軸)を示します。各特定の遺伝子標的に関する情報は本論文の範囲外であるため含まれていません。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図5:現場ベースのqPCR機器およびコンポーネント。 構成要素は以下の通りです:A.現場ベースのqPCR装置、B. サンプル準備トレイ、凍結乾燥試薬を含むC. アッセイストリップ、D. 機器を動作させるためのアプリケーションがあらかじめインストールされた。画像はMicrobial Insights, ^Inc.12の許可を得て使用。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図6:現場qPCRの堅牢性の実証。 デハロココイデス(DHC)標準は、屋外(30°C、赤いバー)および屋内(21°C、青いバー)の温度条件下で10回のレプリケートで解析され、この装置の現場での信頼性が強調されました。複製ラン番号はx軸に、計算されたDHC存在比はy軸に記載されます。内部(20°C)平均は10²セル/mL×4.92、SD=1.14×10²セル/mL(n=10)、外部(30°C)平均は5.89×10²セル/mL、SD=1.80×10²セル/mL(n=10)と計算されました。20°Cと30°Cでの測定値は有意な差はありませんでした(ウェルチのt検定、p = 0.17)。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図7:フィールドqPCR精度の実証。 10種類の異なる機器間で精密な性能を、3つの異なる標準濃度で重複して実行します。真の値と複製数(各標準濃度で10台の機器でn = 2)はx軸に沿って示され、フィールドユニット固有の色付きバーで示されています。y軸は各ランの計算された存在比を示します。各標準濃度の相対標準偏差パーセントは、バーの上の点線で示されています。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

Discussion

このプロトコルの重要な特徴は、実験室インフラや電力を必要とせずに、現場条件下で微生物DNA抽出およびqPCR解析を可能にすることです^。この手法は携帯性と信頼性のバランスを取るよう最適化されており、屋外で環境温度の範囲下でも実験室でのワークフローに沿った再現可能な結果^{を提供します。}推奨使用範囲は4°Cから95°C(39°Fから104°F)であり、標準的な屋外温度(30°C、86°F)でのフィールドクルーの比較は信頼性の高い安定性を示しています(図6)。この一貫性は、現地結果が実験室のデータセットと併せて解釈可能であることを保証するために不可欠です。

プロトコルの成功にはいくつかのステップが重要です。抽出過程では、フィルターから液体を完全に除去し、試薬を徹底的に混合することが、効率的な溶解とDNA回収を確保するために重要です。同様に、ビーズの持ち越しを最小限に抑えつつ、サンプルプレップカートリッジへの溶解液の慎重な移動が詰まりやカラム破損を防ぐ鍵となります。トラブルシューティングの戦略には、逆圧を減らすためにプランジャーの減速を遅らせたり、粘性溶除液が液体の流れを妨げている場合は繰り返し注射を挿入することが含まれます。qPCRでは、アッセイ井戸内の気泡を避け、ペレットの完全な再懸濁を確実にすることが正確な増幅に不可欠です。

利点があるものの、この方法には限界もあります。DNA収率は、遠心分離ベースの実験台型キットよりも低くなる可能性があり、濁ったサンプルや有機物が豊富なサンプルはカラム性能に挑戦することがあります。分離キットは誰でも簡単で使いやすいものの、実験経験のないユーザーも含めて使えますが、現場経験の浅い人と比較すると誤りのリスクも伴います。さらに、フィールドqPCRユニットは迅速な結果をもたらしますが、標準的な熱サイクラーと比べて同時反応数が限られており(現在は1回の実行で9つの遺伝子標的に制限されています)。しかし、これらの制約は分析の迅速さと現地での微生物群集プロファイルの捕捉能力によって相殺されています。分析できるqPCRターゲットには、ユニットを提供するラボのカタログ以外に本質的な制限はありません。

この手法の重要性は、分子解析を動員し、油田、農業地帯、遠隔生態系などの環境における微生物集団のリアルタイムモニタリングを可能にする点にあります。サンプリング時にDNAの完全性を保ち、現地で結果を生成することで、物流上の障壁を減らし、データの質を向上させ、迅速な意思決定を可能にします。将来の応用には、公衆衛生における病原体監視、バイオリメディエーションの進捗監視、または水システムにおける微生物リスク評価などが考えられます。わずかな改良で、プラットフォームは追加の分子標的や新興のqPCRアッセイに継続的に適応可能です。

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
5/16インチのシリコンチューブ	アマゾン(www.amazon.com)	796753613221	代替モデルも許容される場合があります
クーラー	ステープルズ(www.staples.com)	24299978	代替モデルも許容される場合があります
DNA分離フィールドキット	微生物インサイト社および	https://microbe.com/bio-extract/	独自仕様
フィールドqPCRユニットとアクセサリー	微生物インサイト社および	https://microbe.com/fieldquant/	独自仕様
手袋	アマゾン(www.amazon.com)	サイズによります	代替モデルも許容される場合があります
地下水ろ過器	微生物インサイト社および	https://microbe.com/wp-content/uploads/2025/08/MI-Sampling-US-01.02-bio-flo_dna_mi.pdf
氷	地元のコンビニエンスストア	NA
カモアDIP1500蠕動ポンプ 24 V 1500 mL/min 高圧	アマゾン(www.amazon.com)	701705886813	代替モデルも許容される場合があります
ニードルノーズプライヤー	アマゾン(www.amazon.com)	762983170575	代替モデルも許容される場合があります
ペーパータオル	ステープルズ(www.staples.com)	2126874	代替モデルも許容される場合があります
安全メガネ	アマゾン(www.amazon.com)	B0BNHKWR6W	代替モデルも許容される場合があります
シャーピー細かい筆尖マーカー	アマゾン(www.amazon.com)	71641300033	代替モデルも許容される場合があります