Name: 생물학적 추출 필드 키트와 현장 qPCR 유닛을 이용한 현장 내 미생물 DNA 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-01-02T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 33 s
Description: 학습하세요 현장용 생물학적 추출 키트와 qPCR 유닛을 활용한 미생물 DNA 분석 방법을. 원격 지역 환경 모니터링을 위한 신속하고 효과적인 현장 기술을 탐색합니다.

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<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>5/16" 실리콘 튜브</td><td>아마존 (www.amazon.com)</td><td>796753613221</td><td>대체 모델도 허용될 수 있습니다</td></tr><tr><td>쿨러</td><td>스테이플스 (www.staples.com)</td><td>24299978</td><td>대체 모델도 허용될 수 있습니다</td></tr><tr><td>DNA 분리 현장 키트</td><td>미생물 인사이트스(Microbial Insights, Inc.) &nbsp;</td><td>https://microbe.com/bio-extract/</td><td>독점</td></tr><tr><td>현장 qPCR 유닛과 액세서리</td><td>미생물 인사이트스(Microbial Insights, Inc.) &nbsp;</td><td>https://microbe.com/fieldquant/</td><td>독점</td></tr><tr><td>장갑</td><td>아마존 (www.amazon.com)</td><td>크기에 따라 다릅니다</td><td>대체 모델도 허용될 수 있습니다</td></tr><tr><td>지하수 여과 장치</td><td>미생물 인사이트스(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>얼음</td><td>지역 편의점</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>카모어 DIP1500 연동 펌프 24 V 1500 mL/분 히그</td><td>아마존 (www.amazon.com)</td><td>701705886813</td><td>대체 모델도 허용될 수 있습니다</td></tr><tr><td>니들노즈 플라이어</td><td>아마존 (www.amazon.com)</td><td>762983170575</td><td>대체 모델도 허용될 수 있습니다</td></tr><tr><td>종이 타월</td><td>스테이플스 (www.staples.com)</td><td>2126874</td><td>대체 모델도 허용될 수 있습니다</td></tr><tr><td>안전 안경</td><td>아마존 (www.amazon.com)</td><td>B0BNHKWR6W</td><td>대체 모델도 허용될 수 있습니다</td></tr><tr><td>샤피 파인 팁 마커</td><td>아마존 (www.amazon.com)</td><td>71641300033</td><td>대체 모델도 허용될 수 있습니다</td></tr></tbody></table>

생물학적 추출 필드 키트와 현장 qpcr 유닛을 이용한 현장 내 미생물 dna 분석

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

대표적인 환경 샘플에서 DNA 추출은 생물학적 추출 필드 키트와이전에 설명한 고도로 검증된 실험실 기반 방법을 모두 사용하여 수행되었습니다. 그림 4에 나타난 바와 같이, qPCR 결과와 검증된 실험실 기반 추출 방법을 비교하여 필드 키트를 이용한 DNA 분리가 성공적으로 완료되었음이 확인되었습니다. 이러한 일관성은 현장에서 환경 샘플의 DNA 무결성을 보존한 방법을 확인시켜 줍니다.
현장 qPCR 키트의 구성 요소는 그림 5에 나와 있습니다. 현장 qPCR 장치를 이용한 표준 Dehalococcoides(DHC) 배양 희석 분석을 실내(21 °C)와 실외(30 °C) 온도에서 수행하여 실제 현장 조건에서의 기기 견고성을 입증하였습니다. 그림 6에서 볼 수 있는 결과는 각 반복 10회에서 편차가 낮음을 보여줍니다. 전체 맥락을 설명하자면, DHC는 염소화 용매를 분해할 수 있는 유기체이며, 환경 복원 산업에서 qPCR을 통해 일반적으로 정량화됩니다.
기기의 정밀도를 검증하기 위해 DHC는 10개의 현장 qPCR 기기를 중복 측정하여 세 가지 농도에서 분석하였습니다(그림 7). 낮은 개체 수치에서도 상대 표준편차는 모든 런에서 5% 미만으로 낮게 유지되었습니다. 표준편차와 비교할 때, 상대 표준편차는 로그 데이터에 중요한데, 이는 다음 식으로 결과를 정규화하기 때문입니다:
<img alt="방정식 1" src="/files/ftp_upload/69713/69713eq1.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 1">
RSD는 상대 표준편차이고, σ는 데이터셋의 표준편차, μ는 데이터셋의 평균입니다.
이 논문에 포함된 두 방법은 복제 현장 추출과 qPCR 분석에서 재현 가능한 결과를 제공합니다. 현장 및 실험실 추출과 qPCR 분석의 일치는 실험실 인프라에 의존하지 않고도 신뢰할 수 있고 고품질의 데이터를 얻을 수 있음을 보여주며, 원격지이거나 자원이 제한된 환경에서도 미생물 분석을 수행할 수 있게 합니다.
<img alt="그림 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig1.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 1"> 
그림 1: 캡슐화된 필터 키트 구성 요소. 캡슐화된 필터는 수질 샘플에서 바이오매스를 걸러내는 데 사용됩니다. 튜빙을 통해 연동 펌프에 연결하여 물이 필터를 통과합니다. 물의 총 부피를 기록한 후 물을 버리고 필터에 수집된 생체량은 DNA 추출 준비가 됩니다. 구성 요소: a. 필터와 부품을 사용 전후 고정하는 멸균 튜브, b. 유입구 캡, c. 호스 클램프, d. 루어 잠금 튜빙 연결 어댑터, E. 캡슐화된 필터, F. 고무 출구 캡. 이 이미지는 Microbial Insights, Inc.12의 허가를 받아 사용되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.</a>
<img alt="그림 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig2.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 2"> 
그림 2: 필터와 튜빙 연결부. 튜빙은 루어 락킹 튜빙 연결 어댑터 위에 밀려 들어가고, 호스 클램프로 고정됩니다. 튜빙의 다른 쪽 끝은 연동 펌프에 연결되어 있는데(이 연결과 펌프 작동은 이 프로토콜의 범위를 벗어납니다). 이 이미지는 Microbial Insights, Inc.12의 허가를 받아 사용되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.</a>
<img alt="그림 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig3.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 3"> 
그림 3: DNA 분리 현장 키트 구성 요소. 모든 부품은 사용 전에 멸균됩니다. 구성 요소는 다음과 같습니다: (1) 캡슐화된 필터 키트(자세한 내용은 그림 1 참조), (2) 3 mL 주사기, (3) 용액 A가 미리 적재된 1 mL 주사기, (4) 용액 B가 미리 적재된 캡 주사기, (5) 3 mL 주사기, (6) 실리콘 비드 튜브, (7) 격리 컬럼이 장착된 1 mL 주사기, (8) 1 mL 일회용 이송 피펫, (9) DNA 분리 샘플 준비 카트리지, (10) 1.5 mL 마이크로 원심분리기 튜브. 사진에는 없었습니다: 흔들 때 밀봉하는 파라필름 스퀘어와 추출 표면을 청소하는 알코올 준비용 물티슈입니다. 이 이미지는 Microbial Insights, Inc.12의 허가를 받아 사용되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.</a>
<img alt="그림 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig4.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 4"> 
그림 4: 실제 샘플을 사용한 현장 추출 비교. 실험실 방법(빨간 막대)과 생물학적 추출 현장 키트(파란 막대)를 사용한 두 대표 샘플에서 분리된 DNA의 qPCR 비교 결과입니다. 이들은 표준 qPCR 분석에서 기대되는 것과 달리 복제 분석이 이루어지지 않았습니다. 유전자 표적(x축)은 두 방법 모두에서 100배 이내의 풍부도(y축)를 보입니다. 각 특정 유전자 표적에 대한 정보는 이 논문의 범위를 벗어나 포함되어 있지 않습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.</a>
<img alt="그림 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig5.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 5"> 
그림 5: 현장 기반 qPCR 기기 및 부품. 구성 요소는 다음과 같습니다: A. 현장 기반 qPCR 기기, B. 샘플 준비 트레이, 동충 시약을 포함한 C. 분석스트립, 기기 실행에 사용되는 애플리케이션이 미리 로드된 D. 폰. 이 이미지는 Microbial Insights, Inc.12의 허가를 받아 사용되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.</a>
<img alt="그림 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig6.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 6"> 
그림 6: 현장 qPCR 견고성 시연. Dehalococcoides(DHC) 표준은 실외(30°C, 빨간 막대)와 실내(21°C, 파란색 막대) 온도 조건에서 10회 복제 분석되어 현장에서의 신뢰성을 입증했습니다. 복제 실행 횟수는 x축에, 계산된 DHC 풍부도는 y축에 표시됩니다. 내부(20 °C) 평균은 4.92 × 10² 세포/mL, SD = 1.14 × 10² 세포/mL(n = 10)로 계산되었고, 외부(30 °C) 평균은 5.89 × 10² 세포/mL, SD = 1.80 × 10² 세포/mL(n = 10)로 계산되었습니다. 20 °C와 30 °C에서 측정값은 유의미한 차이가 없었다(웰치 t-검정, p = 0.17). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.</a>
<img alt="그림 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig7.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 7"> 
그림 7: 현장 qPCR 정밀도 시연. 10개의 서로 다른 기기 간 정밀 성능이 세 가지 서로 다른 표준 농도로 복제되어 반복됩니다. 진짜 값과 복제 수(각 표준 농도에서 10개의 기기에 대해 n = 2)는 x축을 따라 표시되며, 현장 단위별로 색깔 막대가 표시됩니다. y축은 각 유행에 대한 계산된 풍부도를 나타냅니다. 각 표준 농도별 상대 표준편차의 백분율은 막대 위의 점선에 표시되어 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.</a>

생물학적 추출 필드 키트와 현장 qPCR 유닛을 이용한 현장 내 미생물 DNA 분석

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

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Research

연구

JoVE Journal

Environment

환경

환경 가금류 생산 샘플에 사용하기 위한 새로운 반자동 하이브리드 DNA 추출 방법이 개발되었으며 전체 박테리아 군집의 정량적 및 정성적 추정치 측면에서 일반적인 기계적 및 효소 추출 방법에 비해 개선되었음을 입증했습니다.

가금류 생산 샘플에서 세균 공동체의 정성 및 정량 평가를위한 하이브리드 DNA 추출 방법

공기 샘플링 필터에서 대기 중 생물학적 입자에 대한 두 가지 상호 보완적인 분석, 즉 내독소 및 DNA의 추출 및 검출에 대해 설명합니다.

독소와 DNA 내용에 대한 공기 샘플링 필터 분석

우리는 16S rRNA의 유전자의 증폭 시퀀싱을 사용하여 세균 지역 사회의 특성에 대한 면봉에서 핵산을 추출하기위한 효율적이고 강력하고 비용 효과적인 방법을 설명합니다. 이 방법은 여러 종류의 시료에 대한 일반적인 처리 방법을 허용하고 하류 공정 분석들을 수용한다.

세균 커뮤니티 특성화에 대한 효율적인 핵산 추출 및 16S rRNA의 유전자 시퀀싱

실시간 PCR을 통해 해안 퇴적물의 박테리아 16S rRNA 유전자 및 전사체를 정량화하는 프로토콜이 제공됩니다. 이 방법론에는 DNA와 RNA의 공동 추출이 포함됩니다. DNA가 없는 RNA의 제조; 및 표준 곡선 구조를 포함한 RT-q-PCR을 통한 16S rRNA 유전자 및 전사체 정량화.

실시간 PCR에 의한 연안 퇴적물 및 정량 16S의 rRNA의 유전자 및 성적 증명서에서 동시 DNA-RNA 추출

식물 병원 체 현장, 특히 토양을 매개로 병원 균의 신속 하 고 정확한 검색은 추가 inoculum 생산 및 공장 분야에서 질병의 확산을 방지 하기 위해 중요 합니다. 여기 휴대용 실시간 PCR 탐지 시스템을 사용 하 여 개발 메서드 필드 조건에서 현장 진단이 있습니다.

휴대용 실시간 PCR 시스템을 사용 하 여 토양 품 어진 Phytopathogens의 현장 분자 검출

여기, 우리는 토양, rhizosphere, 및 루트 endosphere microbiomes amplicon 시퀀스 데이터를 얻기 위해 프로토콜을 설명 합니다. 이 정보 구성 및 플랜트 관련 미생물 커뮤니티의 다양성을 조사 하는 데 사용할 수 있습니다 그리고 다양 한 종의 식물 사용에 적합.

루트 미생물 탐색: 토양, Rhizosphere, 및 루트 Endosphere에서 세균성 지역 사회 데이터 추출

필드에서 식물 뿌리의 발굴 뿐만 아니라 endosphere, rhizosphere, 및 토양 샘플의 처리는 DNA 추출 및 데이터 분석 방법 등 자세하게에서 설명 되어 있습니다. 이 문서는 토양, endosphere, rhizosphere microbiomes의 연구에 대 한 이러한 기법을 사용 하 여 다른 실험실을 사용 하도록 설계 되었습니다.

절연 및 토양, Rhizosphere, 및 다년생 잔디 실험에 뿌리에서 미생물 커뮤니티의 분석

환경 미 립 자 물질의 생물 학적 구성을 이해 하는 것은 인간의 건강과 질병 확산에 중요 한 영향의 연구에 대 한 중요 하다입니다. 여기, 우리 사용 bioaerosol 샘플링 방법의 세 가지 유형 및 공 수 미생물의 생물 학적 분석 더 나은 다른 환경 조건 하에서 공 수 미생물 지역 사회를 탐구.

구성 및 다른 환경 조건에서 Bioaerosols의 유통 분석

이 프로토콜은 남부 텍사스 해안 습지에서 주요 메탄 순환 유전자를 검출하고 공간 분포를 시각화하여 이러한 역동적인 생태계에서 메탄 조절과 메탄 조절이 환경에 미치는 영향에 대한 이해를 높입니다.

해안 습지에서 메탄 순환 미생물 역학 시각화

본 연구는 토양 미생물 생체량과 균류-박테리아 비율을 빠르게 정량화하는 ddPCR 방법을 제시합니다. ddPCR 유래 미생물 생체량 탄소는 클로로포름 훈증 추정치와 약한 상관관계만 보이지만, 이 방법은 추가 토양 샘플링이나 강경 도구 없이 민감하고 확장 가능한 분자 접근법을 제공합니다.

디지털 액상 PCR(ddPCR)을 이용한 토양 내 미생물 바이오매스 측정

학습하세요 현장용 생물학적 추출 키트와 qPCR 유닛을 활용한 미생물 DNA 분석 방법을. 원격 지역 환경 모니터링을 위한 신속하고 효과적인 현장 기술을 탐색합니다.

생물학적 추출 필드 키트와 현장 qPCR 유닛을 이용한 현장 내 미생물 DNA 분석

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