Name: Análise de DNA microbiano em campo usando um kit de extração biológica de campo e uma unidade qPCR de campo (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-01-02T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 33 s
Description: Aprenda análise de DNA microbiano em campo usando kit de extração biológica e unidade qPCR portátil. Este método validado permite monitoramento ambiental em locais remotos com precisão laboratorial.

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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>Tubo de silício 5/16"</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>796753613221</td><td>Modelos alternativos podem ser aceitáveis</td></tr><tr><td>Coolers</td><td>Grampos (www.staples.com)</td><td>24299978</td><td>Modelos alternativos podem ser aceitáveis</td></tr><tr><td>Kit de Campo de Isolamento de DNA</td><td>Microbial Insights, Inc.&nbsp;</td><td>https://microbe.com/bio-extract/</td><td>Proprietário</td></tr><tr><td>Unidade qPCR de campo com acessórios</td><td>Microbial Insights, Inc.&nbsp;</td><td>https://microbe.com/fieldquant/</td><td>Proprietário</td></tr><tr><td>Luvas</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>Depende do tamanho</td><td>Modelos alternativos podem ser aceitáveis</td></tr><tr><td>Filtros de água subterrânea</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>Gelo</td><td>Loja de conveniência local</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Bomba peristáltica Kamoer DIP1500 24 V 1500 mL/min de altura</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>701705886813</td><td>Modelos alternativos podem ser aceitáveis</td></tr><tr><td>Alicate de Ponta Fina</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>762983170575</td><td>Modelos alternativos podem ser aceitáveis</td></tr><tr><td>Papel toalha</td><td>Grampos (www.staples.com)</td><td>2126874</td><td>Modelos alternativos podem ser aceitáveis</td></tr><tr><td>Óculos de proteção</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>B0BNHKWR6W</td><td>Modelos alternativos podem ser aceitáveis</td></tr><tr><td>Marcador de ponta fina marcador</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>71641300033</td><td>Modelos alternativos podem ser aceitáveis</td></tr></tbody></table>

análise de dna microbiano em campo usando um kit de extração biológica de campo e uma unidade qpcr de campo

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

A extração de DNA de amostras ambientais representativas foi realizada usando tanto o kit de campo de extração biológica quanto um método laboratorial altamente validado anteriormentedescrito 4. Como mostrado na Figura 4, a conclusão bem-sucedida do isolamento de DNA usando o kit de campo foi confirmada ao comparar os resultados da qPCR com um método de extração laboratorial altamente validado. Essa consistência confirma que o método preservou a integridade do DNA das amostras ambientais no campo.
Os componentes do kit de qPCR de campo são mostrados na Figura 5. A análise de uma diluição padrão de cultura de Dehalococcoides (DHC) usando a unidade qPCR de campo foi realizada tanto em temperaturas internas (21 °C) quanto externas (30 °C) para ilustrar a robustez do instrumento sob condições reais de campo. Os resultados, vistos na Figura 6, destacam o baixo desvio para 10 repetições diferentes de cada um. Para contexto completo, o DHC é um organismo capaz de degradar solventes clorados e é comumente quantificado via qPCR na indústria de remediação ambiental4.
Para validar a precisão dos instrumentos, o DHC foi analisado em três concentrações diferentes usando dez instrumentos qPCR de campo realizados em duplicados (Figura 7). Mesmo em abundâncias baixas, o desvio padrão relativo permaneceu baixo (abaixo de 5%) em todas as corridas. Note que, comparado ao desvio padrão, o desvio padrão relativo é importante para dados logarítmicos, pois normaliza os resultados através da seguinte equação:
<img alt="Equação 1" src="/files/ftp_upload/69713/69713eq1.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 1">
Onde RSD é o Desvio Padrão Relativo, σ é o desvio padrão do conjunto de dados, e μ é a média do conjunto de dados.
Juntos, ambos os métodos deste artigo fornecem resultados reprodutíveis através de extrações de campo replicado e ensaios qPCR. O acordo entre extrações de campo e laboratoriais e análise qPCR demonstra que dados confiáveis e de alta qualidade podem ser obtidos sem depender da infraestrutura laboratorial, permitindo que análises microbianas sejam realizadas em ambientes remotos ou com recursos limitados.
<img alt="Figura 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig1.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 1"> 
Figura 1: Componentes do kit de filtro encapsulados. O filtro encapsulado é usado para filtrar a biomassa da amostra de água. Ao conectar a uma bomba peristáltica por meio de tubulação, a água é empurrada através do filtro. Após anotar o volume total de água, a água é descartada e a biomassa coletada no filtro fica pronta para extração de DNA. Componentes: a. tubo estéril que segura o filtro e os componentes antes e depois do uso, b. tampa de entrada, c. abraçadeira de mangueira, d. adaptador de conexão de tubo com travamento de luer, e. filtro encapsulado, f. tampa de saída de borracha. Imagem usada com permissão da Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig1large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.</a>
<img alt="Figura 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig2.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 2"> 
Figura 2: Conexão do filtro e do tubo. O tubo é empurrado sobre o adaptador de conexão de tubo com travamento de luer e é mantido no lugar usando a braçadeira de mangueira. A outra extremidade da tubulação está conectada a uma bomba peristáltica (essa conexão e a operação da bomba estão fora do escopo deste protocolo). Imagem usada com permissão da Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig2large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.</a>
<img alt="Figura 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig3.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 3"> 
Figura 3: Componentes do kit de isolamento de DNA no campo. Todos os componentes são estéreis antes do uso. Os componentes incluem: (1) kit de filtro encapsulado ( veja a Figura 1 para mais detalhes), (2) seringa de 3 mL, (3) seringa de 1 mL pré-carregada com a Solução A, tampo, (4) seringa de 1 mL pré-carregada com a Solução B, tampo, (5) seringa de 3 mL, (6) tubo de esferas de silicone, (7) seringa de 1 mL equipada com coluna de isolamento, (8) pipeta de transferência descartável de 1 mL, (9) cartucho de preparação para amostra de isolamento de DNA, (10) tubo microcentrífuga de 1,5 mL. Não mostrado na foto: quadrados de parafilme para vedação durante a agitação, e lenços com álcool usados para limpar a superfície usada na extração. Imagem usada com permissão da Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig3large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.</a>
<img alt="Figura 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig4.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 4"> 
Figura 4: Comparação de extração de campo usando amostras do mundo real. Resultados comparativos de qPCR de DNA isolado de duas amostras representativas usando método laboratorial (barras vermelhas) versus o kit de campo de extração biológica (barras azuis). Esses não foram analisados em replicação, como seria esperado em uma análise qPCR padrão. Alvos gênicos (eixo x) apresentam abundância (eixo y) dentro de uma ordem de magnitude para ambos os métodos. Informações sobre cada alvo genético específico não estão incluídas, pois estão fora do escopo deste artigo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig4large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.</a>
<img alt="Figura 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig5.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 5"> 
Figura 5: Instrumento e componentes de qPCR baseados em campo. Os componentes incluem: A. O instrumento qPCR baseado em campo, B. bandeja de preparação de amostras, C. tira de ensaio contendo reagentes liofilizados, D. telefone pré-carregado com aplicação usada para rodar o instrumento. Imagem usada com permissão da Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig5large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.</a>
<img alt="Figura 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig6.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 6"> 
Figura 6: Demonstração da robustez da qPCR em campo. O padrão Dehalococcoides (DHC) foi analisado em dez réplicas sob condições externas (30 °C, barras vermelhas) e internas (21 °C, barras azuis), destacando a confiabilidade do instrumento para o campo. O número de corrida replicado é listado ao longo do eixo x e a abundância calculada do DHC está listada ao longo do eixo y. A média interna (20 °C) foi calculada em 4,92 × 10² célula/mL, DS = 1,14 × 10² células/mL (n = 10), e a média externa (30 °C) foi calculada como 5,89 × 10² células/mL, DS = 1,80 × 10² célula/mL (n = 10). As medições obtidas em 20 °C e 30 °C não diferiram significativamente (teste t de Welch, p = 0,17). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig6large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.</a>
<img alt="Figura 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig7.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 7"> 
Figura 7: Demonstração da precisão da qPCR em campo. Performance de precisão entre 10 instrumentos diferentes, executada em duplicado em três concentrações padrão diferentes. O valor verdadeiro e o número de replicação (n = 2 para 10 instrumentos em cada concentração padrão) são listados ao longo do eixo x, com barras coloridas específicas para a unidade de campo. O eixo y mostra a abundância calculada para cada execução. O desvio padrão relativo percentual para cada concentração padrão é mostrado nas linhas pontilhadas acima das barras. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig7large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.</a>

Análise de DNA microbiano em campo usando um kit de extração biológica de campo e uma unidade qPCR de campo

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

Ambiente

Um novo método de extração de DNA híbrido semiautomatizado para uso com amostras de produção de aves ambientais foi desenvolvido e demonstrou melhorias em relação a um método comum de extração mecânica e enzimática em termos de estimativas quantitativas e qualitativas do total de comunidades bacterianas.

Um método de extração de DNA híbrido para a Avaliação de comunidades bacterianas Qualitativa e Quantitativa de amostras de produção de aves de capoeira

Duas análises complementares de partículas biológicas atmosféricas de filtros de amostras de ar são descritas aqui: a extração e detecção de endotoxina e de DNA.

Análise Filtro amostrado-Air para endotoxinas e conteúdo de DNA

Nós descrevemos um método eficiente, robusto e de baixo custo para extração de ácidos nucleicos de cotonetes para a caracterização das comunidades bacterianas usando 16S rRNA amplicon gene seqüenciamento. O método permite uma abordagem comum para processamento de múltiplos tipos de amostras e acomoda uma série de processos analíticos jusante.

Eficiente de Ácido Nucleico Extração e sequenciamento genético 16S rRNA para Bacteriana Comunidade Caracterização

Um protocolo para quantificar genes bacterianos de rRNA 16S e transcritos de sedimentos costeiros por meio de PCR em tempo real é fornecido. A metodologia inclui a coextração de DNA e RNA; preparação de RNA livre de DNA; e quantificação do gene 16S rRNA e transcrito via RT-q-PCR, incluindo construção de curva padrão.

DNA-RNA simultânea de extração de sedimentos costeiros e quantificação de 16S rRNA genes e transcritos por PCR em tempo real

Detecção rápida e exata de patógenos no local, especialmente de solo-carregadas patógenos vegetais, é crucial para prevenir mais produção de inóculo e proliferação de doenças de plantas no campo. O método desenvolvido aqui, usando um sistema de detecção de PCR em tempo real portátil permite o diagnóstico no local em condições de campo.

Deteção Molecular no local de Phytopathogens solo-carregadas usando um sistema portátil de PCR em tempo real

Aqui, descrevemos um protocolo para obter dados de sequência de amplicons da rizosfera, solo e raiz endosphere microbiomes. Esta informação pode ser usada para investigar a composição e diversidade de comunidades microbianas associadas a planta e é apropriada para o uso com uma ampla gama de espécies de plantas.

Explorando o microbioma da raiz: extraindo dados da comunidade bacteriana do solo

Escavação de raízes de plantas do campo, bem como processamento de amostras em endosphere, rizosfera e solo são descritas em detalhes, incluindo os métodos de análise de dados e extração de DNA. Este papel é projetado para permitir que outros laboratórios de usar essas técnicas para o estudo do solo, endosphere e microbiomes da rizosfera.

Isolamento e análise de comunidades microbianas na rizosfera, solo e raízes em experiências de grama perene

Compreender a composição biológica das partículas ambientais é importante para o estudo de seus impactos significativos na saúde humana e a doença se espalhou. Aqui, usamos três tipos de métodos de amostragem de bioaerosol e uma análise biológica de micróbios no ar para melhor explorar comunidades microbianas no ar sob diferentes condições ambientais.

Composição e análise da distribuição de Bioaerossóis sob diferentes condições ambientais

O protocolo detecta os principais genes do ciclo de metano nas zonas úmidas costeiras do sul do Texas e visualiza sua distribuição espacial para melhorar a compreensão da regulação do metano e seus impactos ambientais nesses ecossistemas dinâmicos.

Visualizando a dinâmica microbiana do ciclo de metano em zonas úmidas costeiras

Este estudo apresenta um método rápido de ddPCR para quantificar biomassa microbiana do solo e proporções fúngico-bacterianas. Embora o carbono microbiano derivado da ddPCR apresente apenas fraca correlação com estimativas de fumigação com clorofórmio, o método oferece uma abordagem molecular sensível e escalável para avaliar a abundância microbiana sem amostragens adicionais do solo ou uso agressivo.

Determinação da Biomassa Microbiana no Solo usando PCR Digital por Gotículas (ddPCR)

Aprenda análise de DNA microbiano em campo usando kit de extração biológica e unidade qPCR portátil. Este método validado permite monitoramento ambiental em locais remotos com precisão laboratorial.

Análise de DNA microbiano em campo usando um kit de extração biológica de campo e uma unidade qPCR de campo

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