Name: Microbieel DNA-onderzoek in het veld met behulp van een biologische extractie-veldkit en een veld-qPCR-eenheid (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-01-02T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 33 s
Description: Leer veld-PCR-analyse van microbieel DNA voor milieumonitoring met een biologische extractie-veldkit en een draagbare qPCR-eenheid. Deze methode ondersteunt onderzoek naar duurzaamheid en bioremediatie op afgelegen locaties.

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>5/16" silicon buiswerk</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>796753613221</td><td>Alternatieve modellen kunnen acceptabel zijn</td></tr><tr><td>Coolers</td><td>Staples (www.staples.com)</td><td>24299978</td><td>Alternatieve modellen kunnen acceptabel zijn</td></tr><tr><td>DNA-isolatieveldset</td><td>Microbial Insights, Inc. </td><td>https://microbe.com/bio-extract/</td><td>Merkgebonden</td></tr><tr><td>Veld-qPCR-eenheid met accessoires</td><td>Microbial Insights, Inc. </td><td>https://microbe.com/fieldquant/</td><td>Merkgebonden</td></tr><tr><td>Handschoenen</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>Afhankelijk van maat</td><td>Alternatieve modellen kunnen acceptabel zijn</td></tr><tr><td>Grondwaterfilters</td><td>Microbial Insights, Inc. </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>IJs</td><td>Lokaal gemakswinkel</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Kamoer DIP1500 peristaltiekpomp 24 V 1500 mL/min hoog</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>701705886813</td><td>Alternatieve modellen kunnen acceptabel zijn</td></tr><tr><td>Naaldbeugeltang</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>762983170575</td><td>Alternatieve modellen kunnen acceptabel zijn</td></tr><tr><td>Papierhanddoeken</td><td>Staples (www.staples.com)</td><td>2126874</td><td>Alternatieve modellen kunnen acceptabel zijn</td></tr><tr><td>Veiligheidsbril</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>B0BNHKWR6W</td><td>Alternatieve modellen kunnen acceptabel zijn</td></tr><tr><td>Sharpie fijne puntenmarker</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>71641300033</td><td>Alternatieve modellen kunnen acceptabel zijn</td></tr></tbody></table>

microbieel dna-onderzoek in het veld met behulp van een biologische extractie-veldkit en een veld-qpcr-eenheid

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

DNA-extractie uit representatieve omgevingsmonsters werd uitgevoerd met zowel de biologische extractie-veldkit als een hoogst gevalideerde laboratoriumgebaseerde methode zoals eerder beschreven4. Zoals getoond in Figuur 4, werd succesvolle voltooiing van DNA-isolatie met de veldkit bevestigd bij vergelijking van qPCR-resultaten met een sterk gevalideerde laboratoriumgebaseerde extractiemethode. Deze consistentie bevestigt dat de methode de DNA-integriteit van omgevingsmonsters in het veld heeft behouden.
De componenten van de field qPCR-kit zijn weergegeven in Figuur 5. Analyse van een standaard kweekverdunning van Dehalococcoides (DHC) met behulp van de veld-qPCR-eenheid werd uitgevoerd bij zowel binnen- (21 °C) als buitentemperatuur (30 °C) om de robuustheid van het instrument onder echte veldomstandigheden te illustreren. De resultaten, te zien in Figuur 6, benadrukken de lage afwijking voor 10 verschillende herhalingen van elk. Voor volledige context: DHC is een organisme dat in staat is gechloreerde oplosmiddelen af te breken en wordt het vaak gekwantificeerd via qPCR binnen de milieusaneringsindustrie.
Om de precisie van de instrumenten te valideren, werd DHC geanalyseerd bij drie verschillende concentraties met tien field qPCR-instrumenten die in duplicaten werden uitgevoerd (Figuur 7). Zelfs bij lage hoeveelheden bleef de relatieve standaarddeviatie laag (onder de 5%) over alle runs. Let op dat, vergeleken met standaarddeviatie, relatieve standaarddeviatie belangrijk is voor logaritmische gegevens, omdat deze de resultaten normaliseert via de volgende vergelijking:
<img alt="Vergelijking 1" src="/files/ftp_upload/69713/69713eq1.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 1">
Waar RSD Relatieve Standaarddeviatie is, σ de standaarddeviatie van de dataset is, en μ het gemiddelde van de dataset.
Samen leveren beide methoden in dit artikel reproduceerbare resultaten op basis van replicate veldextracties en qPCR-assays. De overeenstemming tussen veld- en laboratoriumextracties en qPCR-analyse toont aan dat betrouwbare, hoogwaardige data kan worden verkregen zonder afhankelijk te zijn van laboratoriuminfrastructuur, waardoor microbiële analyses kunnen worden uitgevoerd in afgelegen of beperkte omgevingen.
<img alt="Figuur 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig1.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 1"> 
Figuur 1: Componenten van de ingekapselde filterkit. Het ingekapselde filter wordt gebruikt om biomassa uit het watermonster te filteren. Door via een slang aan te sluiten op een peristaltische pomp, wordt water door het filter geblazen. Na het noteren van het totale watervolume wordt het water weggegooid en is de biomassa die op het filter is verzameld klaar voor DNA-extractie. Componenten: a. steriele buis die het filter en componenten voor en na gebruik vasthoudt, b. inlaatdop, c. slangklem, d. smeervergrendelingsadapter voor de buisverbinding, e. ingekapseld filter, f. rubberen uitlaatkap. Afbeelding gebruikt met toestemming van Microbial Insights, Inc.12. Klik <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig1large.jpg" target="_blank">hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figuur 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig2.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 2"> 
Figuur 2: Filter- en buisverbinding. De buis wordt over de smeervergrendelingsslangaansluiting geduwd en op zijn plaats gehouden met de slangklem. Het andere uiteinde van de buis is aangesloten op een peristaltische pomp (deze aansluiting en de bediening van de pomp vallen buiten het bestek van dit protocol). Afbeelding gebruikt met toestemming van Microbial Insights, Inc.12. Klik <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig2large.jpg" target="_blank">hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figuur 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig3.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 3"> 
Figuur 3: DNA-isolatie veldkit componenten. Alle onderdelen zijn steriel voor gebruik. De componenten omvatten: (1) ingekapselde filterkit (zie Figuur 1 voor meer details), (2) 3 mL spuit, (3) 1 mL spuit voorgeladen met Oplossing A, afgekapt, (4) 1 mL spuit voorgeladen met Oplossing B, voorzien van een dop, (5) 3 mL spuit, (6) siliconen kraalbuis, (7) 1 mL spuit voorzien van isolatiekolom, (8) 1 mL wegwerp transferpipet, (9) DNA-isolatiemonster voorbereidingscartridge, (10) 1,5 mL microcentrifugebuis. Niet afgebeeld: parafilm-vierkanten voor het afdichten tijdens het schudden, en alcoholdoekjes die worden gebruikt om het oppervlak voor extractie schoon te maken. Afbeelding gebruikt met toestemming van Microbial Insights, Inc.12. Klik <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig3large.jpg" target="_blank">hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figuur 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig4.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 4"> 
Figuur 4: Vergelijking van veldextractie met behulp van echte monsters. Vergelijkende qPCR-resultaten van DNA geïsoleerd uit twee representatieve monsters met behulp van een laboratoriummethode (rode balken) versus de biologische extractie-veldkit (blauwe strepen). Deze werden niet in replicatie geanalyseerd, zoals verwacht zou worden bij een standaard qPCR-analyse. Gendoelen (x-as) tonen abundantie (y-as) binnen een orde van grootte voor beide methoden. Informatie over elk specifiek gendoel is niet opgenomen omdat het buiten de reikwijdte van dit artikel valt. Klik <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig4large.jpg" target="_blank">hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figuur 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig5.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 5"> 
Figuur 5: Veldgebaseerd qPCR-instrument en componenten. De componenten omvatten: A. Het veldgebaseerde qPCR-instrument, B. monstervoorbereidingsbak, C. assaystrip met gelyofilieerde reagentia, D. telefoon vooraf geladen met applicatie die het instrument uitvoert. Afbeelding gebruikt met toestemming van Microbial Insights, Inc.12. Klik <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig5large.jpg" target="_blank">hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figuur 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig6.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 6"> 
Figuur 6: Demonstratie van veld-qPCR-robuustheid. De Dehalococcoides (DHC)-standaard geanalyseerd in tien replicaten onder buitentemperatuur (30 °C, rode balken) en binnen (21 °C, blauwe balken) temperatuurcondities, wat de betrouwbaarheid van het instrument voor het veld benadrukt. Het replicateer-runnummer wordt vermeld langs de x-as en de berekende DHC-abundantie wordt vermeld langs de y-as. Het Inside (20 °C) gemiddelde werd berekend op 4,92 × 10² cel/mL, SD = 1,14 × 10² cellen/mL (n = 10), en het Outside (30 °C) gemiddelde werd berekend op 5,89 × 10² cellen/mL, SD = 1,80 × 10² cel/mL (n = 10). Metingen bij 20 °C en 30 °C verschilden niet significant (Welch's t-test, p = 0,17). Klik <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig6large.jpg" target="_blank">hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figuur 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig7.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 7"> 
Figuur 7: Demonstratie van veld-qPCR-precisie. Precisieprestaties tussen 10 verschillende instrumenten, uitgevoerd in duplicaat bij drie verschillende standaardconcentraties. De werkelijke waarde en het replicatatiegetal (n = 2 voor 10 instrumenten bij elke standaardconcentratie) worden langs de x-as weergegeven, met gekleurde balken die specifiek zijn voor de veldeenheid. De y-as toont de berekende abundantie voor elke run. Het percentage relatieve standaarddeviatie voor elke standaardconcentratie wordt weergegeven in de stippellijnen boven de balken. Klik <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig7large.jpg" target="_blank">hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Microbieel DNA-onderzoek in het veld met behulp van een biologische extractie-veldkit en een veld-qPCR-eenheid

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

Milieu

Een nieuwe semi-automatische hybride DNA-extractiemethode voor gebruik met monsters uit de biologische pluimveehouderij werd ontwikkeld en vertoonde verbeteringen ten opzichte van een gebruikelijke mechanische en enzymatische extractiemethode in termen van de kwantitatieve en kwalitatieve schattingen van de totale bacteriegemeenschappen.

Een hybride DNA-extractie methode voor de kwalitatieve en kwantitatieve beoordeling van Bacteriële Gemeenschappen van pluimveeproductie Monsters

Twee complementaire analyses van biologische atmosferische deeltjes uit bemonsterde luchtfilters worden hier beschreven: de extractie en detectie van endotoxine en van DNA.

-Air bemonsterd Filter Analyse voor endotoxinen en DNA Content

We beschrijven een efficiente en rendabele methode voor het extraheren van nucleïnezuur uit uitstrijkjes ter karakterisering van bacteriële 16S rRNA gen gebruiken amplicon sequencing. De methode maakt het mogelijk voor een gemeenschappelijke aanpak voor de verwerking van meerdere soorten monster en herbergt een aantal downstream-analytische processen.

Efficiënte Nucleic Acid Extraction en 16S rRNA Gene Sequencing voor Bacteriële Gemeenschap karakterisering

Er wordt een protocol gegeven om bacteriële 16S rRNA-genen en transcripten uit kustsedimenten te kwantificeren via real-time PCR. De methodologie omvat de gezamenlijke extractie van DNA en RNA; bereiding van DNA-vrij RNA; en kwantificering van 16S rRNA-genen en transcripten via RT-q-PCR, inclusief de constructie van een standaardcurve.

Gelijktijdig DNA-RNA-extractie uit kustsedimenten en kwantificering van 16S rRNA genen en transcripties van Real-time PCR

Snelle en nauwkeurige detectie van plant ziekteverwekkers on-site, met name bodem overgedragen ziekteverwekkers, is van cruciaal belang om te voorkomen dat verdere entmateriaal productie en verspreiding van plantenziekten in het veld. De methode ontwikkeld die hier met behulp van een draagbaar real-time PCR detectiesysteem kunt on-site diagnose onder veldomstandigheden.

On-Site moleculaire detectie van bodem-gedragen planteziekteverwekkers met behulp van een draagbare Real-Time PCR-systeem

Hier beschrijven we een protocol om amplicon reeks gegevens van bodem, rhizosfeer en wortel endosphere microbiomes te verkrijgen. Deze informatie kan worden gebruikt voor het onderzoeken van de samenstelling en de diversiteit van de plant-geassocieerde microbiële gemeenschappen, en is geschikt voor het gebruik met een breed scala van plantensoorten.

Verkennen van de wortel Microbiome: extraheren van gegevens van de bacteriële Gemeenschap uit de bodem, de rhizosfeer, en de wortel Endosphere

Opgraving van plantenwortels uit het veld en verwerking van de monsters in endosphere, rhizosfeer en bodem worden in detail, met inbegrip van DNA-extractie en gegevens analysemethoden beschreven. Dit document is bedoeld om andere laboratoria maken gebruik van deze technieken voor de studie van de bodem, endosphere en microbiomes van de rhizosfeer.

Isolatie en analyse van microbiële gemeenschappen in bodem, rhizosfeer en wortels in de overblijvende gras experimenten

Inzicht in de biologische samenstelling van milieu zwevende deeltjes is belangrijk voor de studie van de significante effecten op de volksgezondheid en verspreiding van de ziekte. Hier, we drie soorten bioaerosol bemonsteringsmethoden en een biologische analyse van airborne microben gebruikt om beter verkennen vanuit de lucht microbiële gemeenschappen onder verschillende omgevingsomstandigheden.

Samenstelling en analyse van de verdeling van Bioaerosols onder verschillende omgevingsomstandigheden

Het protocol detecteert belangrijke methaancyclusgenen in de wetlands aan de kust van Zuid-Texas en visualiseert hun ruimtelijke verdeling om het begrip van methaanregulatie en de milieueffecten ervan in deze dynamische ecosystemen te vergroten.

Visualisatie van methaan-cyclische microbiële dynamiek in wetlands aan de kust

Deze studie presenteert een snelle ddPCR-methode om de microbiële biomassa van de bodem en de verhoudingen tussen schimmel en bacteriën te kwantificeren. Hoewel ddPCR-afgeleide microbiële biomassakoolstof slechts een zwakke correlatie vertoont met schattingen van chloroformfumigatie, biedt de methode een gevoelige, schaalbare moleculaire benadering om de microbiële abundantie te beoordelen zonder extra bodemmonsters of het gebruik van harde bodem.

Bepaling van microbiële biomassa in de bodem met behulp van Digital Droplet PCR (ddPCR)

Leer veld-PCR-analyse van microbieel DNA voor milieumonitoring met een biologische extractie-veldkit en een draagbare qPCR-eenheid. Deze methode ondersteunt onderzoek naar duurzaamheid en bioremediatie op afgelegen locaties.

Microbieel DNA-onderzoek in het veld met behulp van een biologische extractie-veldkit en een veld-qPCR-eenheid

Meer video's verkennen