Name: Analisi del DNA microbico sul campo utilizzando un kit di estrazione biologica sul campo e ununità qPCR sul campo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-01-02T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 33 s
Description: Scopri l'analisi del DNA microbico sul campo utilizzando un kit di estrazione biologica portatile e un'unità qPCR mobile. Questo metodo consente il monitoraggio ambientale in aree remote con risultati affidabili.

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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>Tubi in silicone 5/16"</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>796753613221</td><td>Modelli alternativi possono essere accettabili</td></tr><tr><td>Raffreddatori</td><td>Staples (www.staples.com)</td><td>24299978</td><td>Modelli alternativi possono essere accettabili</td></tr><tr><td>Kit di isolamento del DNA</td><td>Microbial Insights, Inc.&nbsp;</td><td>https://microbe.com/bio-extract/</td><td>Proprietario</td></tr><tr><td>Unità qPCR da campo con accessori</td><td>Microbial Insights, Inc.&nbsp;</td><td>https://microbe.com/fieldquant/</td><td>Proprietario</td></tr><tr><td>Guanti</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>Dipende dalla dimensione</td><td>Modelli alternativi possono essere accettabili</td></tr><tr><td>Filtri di falda</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>Ghiaccio</td><td>Negozio di alimentari locale</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Pompa peristaltica Kamoer DIP1500 24 V 1500 mL/min hig</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>701705886813</td><td>Modelli alternativi possono essere accettabili</td></tr><tr><td>Pinze a becco a filo</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>762983170575</td><td>Modelli alternativi possono essere accettabili</td></tr><tr><td>Asciugamani di carta</td><td>Staples (www.staples.com)</td><td>2126874</td><td>Modelli alternativi possono essere accettabili</td></tr><tr><td>Occhiali di sicurezza</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>B0BNHKWR6W</td><td>Modelli alternativi possono essere accettabili</td></tr><tr><td>Pennarello Pennarello Fine</td><td>Amazon (www.amazon.com)</td><td>71641300033</td><td>Modelli alternativi possono essere accettabili</td></tr></tbody></table>

analisi del dna microbico sul campo utilizzando un kit di estrazione biologica sul campo e un'unità qpcr sul campo

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

L'estrazione del DNA da campioni ambientali rappresentativi è stata effettuata utilizzando sia il kit di estrazione biologica sul campo sia un metodo altamente validato in laboratorio precedentementedescritto 4. Come mostrato nella Figura 4, il completamento riuscito dell'isolamento del DNA utilizzando il kit di campo è stato confermato confrontando i risultati della qPCR con un metodo di estrazione altamente validato in laboratorio. Questa coerenza conferma che il metodo ha preservato l'integrità del DNA dei campioni ambientali sul campo.
I componenti del kit qPCR di campo sono mostrati nella Figura 5. L'analisi di una diluizione standard di coltura di Dehalococcoidi (DHC) utilizzando l'unità qPCR di campo è stata eseguita sia a temperature interne (21 °C) che esterne (30 °C) per illustrare la robustezza dello strumento in condizioni reali di campo. I risultati, visti nella Figura 6, evidenziano la bassa deviazione per 10 diverse ripetizioni di ciascuna. Per contestualizzarlo completo, il DHC è un organismo capace di degradare solventi clorati ed è comunemente quantificato tramite qPCR nell'industria della bonificaambientale 4.
Per convalidare la precisione degli strumenti, il DHC è stato analizzato a tre diverse concentrazioni utilizzando dieci strumenti qPCR di campo eseguiti in duplicato (Figura 7). Anche a basse abbondanze, la deviazione standard relativa è rimasta bassa (sotto il 5%) su tutte le ricorrenze. Si noti che, rispetto alla deviazione standard, la deviazione standard relativa è importante per i dati logaritmici poiché normalizza i risultati attraverso la seguente equazione:
<img alt="Equazione 1" src="/files/ftp_upload/69713/69713eq1.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 1">
Dove RSD è la deviazione standard relativa, σ è la deviazione standard del dataset, e μ è la media del dataset.
Insieme, entrambi i metodi in questo articolo forniscono risultati riproducibili attraverso estrazioni di campo replicate e saghi qPCR. L'accordo tra estrazioni sul campo e laboratorio e analisi qPCR dimostra che si possono ottenere dati affidabili e di alta qualità senza dipendere dall'infrastruttura di laboratorio, consentendo di effettuare analisi microbiche in ambienti remoti o con risorse limitate.
<img alt="Figura 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig1.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 1"> 
Figura 1: Componenti del kit filtro incapsulato. Il filtro incapsulato viene utilizzato per filtrare la biomassa dal campione d'acqua. Collegandosi a una pompa peristaltica tramite un tubo, l'acqua viene spinta attraverso il filtro. Dopo aver annotato il volume totale d'acqua, l'acqua viene scartata e la biomassa raccolta sul filtro è pronta per l'estrazione del DNA. Componenti: a. tubo sterile che contiene il filtro e i componenti prima e dopo l'uso, b. tappo di ingresso, c. fascetta per tubi, d. adattatore di connessione per tubi di bloccaggio di Luer, e. filtro incapsulato, f. tappo di uscita in gomma. Immagine utilizzata con il permesso di Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figura 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig2.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 2"> 
Figura 2: Collegamento filtro e tubo. Il tubo viene spinto sopra l'adattatore di collegamento del tubo a bloccaggio Luer e mantenuto in posizione tramite la fascetta. L'altra estremità del tubo è collegata a una pompa peristaltica (questa connessione e il funzionamento della pompa sono fuori dall'ambito di questo protocollo). Immagine utilizzata con il permesso di Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figura 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig3.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 3"> 
Figura 3: componenti del kit di isolamento del DNA. Tutti i componenti sono sterili prima dell'uso. I componenti includono: (1) kit di filtro incapsulato (vedi Figura 1 per maggiori dettagli), (2) siringa da 3 mL, (3) siringa da 1 mL precaricata con Soluzione A, tappata, (4) 1 mL di siringa precaricata con Soluzione B, tappata, (5) siringa da 3 mL, (6) tubo a sfera in silicone, (7) siringa da 1 mL dotata di colonna di isolamento, (8) pipetta di trasferimento usa e getta da 1 mL, (9) cartuccia per preparazione del campione di isolamento del DNA, (10) tubo microcentrifuga da 1,5 mL. Non mostrati: quadrati di parafilm per sigillare durante l'agitazione e salviette per preparazione all'alcol usate per pulire la superficie usate per l'estrazione. Immagine utilizzata con il permesso di Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figura 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig4.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 4"> 
Figura 4: Confronto dell'estrazione sul campo utilizzando campioni reali. Risultati comparativi qPCR di DNA isolato da due campioni rappresentativi utilizzando un metodo di laboratorio (barre rosse) rispetto al kit di estrazione biologica (barre blu). Questi non sono stati analizzati in replicazione, come ci si aspetterebbe in un'analisi qPCR standard. I bersagli genici (asse x) mostrano abbondanza (asse y) entro un ordine di grandezza per entrambi i metodi. Le informazioni su ciascun gene target specifico non sono incluse poiché sono al di fuori dell'ambito di questo articolo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figura 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig5.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 5"> 
Figura 5: Strumento qPCR basato sul campo e i suoi componenti. I componenti includono: A. Lo strumento qPCR basato sul campo, B. vassoio per preparazione campioni, C. striscia di saggio contenente reagenti liofilizzati, D. telefono precaricato con applicazione utilizzata per eseguire lo strumento. Immagine utilizzata con il permesso di Microbial Insights, Inc.12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figura 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig6.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 6"> 
Figura 6: Dimostrazione della robustezza della qPCR in campo. Standard Dehalococcoides (DHC) analizzato in dieci repliche in condizioni esterne (30 °C, barre rosse) e interne (21 °C, barre blu), evidenziando l'affidabilità dello strumento per il campo. Il numero di replica è indicato lungo l'asse x e l'abbondanza calcolata del DHC è indicata lungo l'asse y. La media interna (20 °C) è stata calcolata come 4,92 × 10² cella/mL, DS = 1,14 × 10² celle/mL (n = 10), e la media esterna (30 °C) è stata calcolata come 5,89 × 10² celle/mL, SD = 1,80 × 10² cella/mL (n = 10). Le misurazioni ottenute a 20 °C e 30 °C non differivano significativamente (test t di Welch, p = 0,17). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figura 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/69713/69713fig7.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Figure 7"> 
Figura 7: Dimostrazione della precisione della qPCR di campo. Performance di precisione tra 10 strumenti diversi, eseguiti in duplicata a tre diverse concentrazioni standard. Il valore vero e il numero di replica (n = 2 per 10 strumenti a ciascuna concentrazione standard) sono elencati lungo l'asse x, con barre colorate specifiche per l'unità di campo. L'asse y mostra l'abbondanza calcolata per ogni corsa. La deviazione standard percentuale relativa per ciascuna concentrazione standard è mostrata nelle linee tratteggiate sopra le barre. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/69713/69713fig7large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Analisi del DNA microbico sul campo utilizzando un kit di estrazione biologica sul campo e un'unità qPCR sul campo

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

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Environment

Un nuovo metodo di estrazione del DNA ibrido semi-automatico da utilizzare con campioni di produzione avicola ambientale è stato sviluppato e ha dimostrato miglioramenti rispetto a un comune metodo di estrazione meccanica ed enzimatica in termini di stime quantitative e qualitative delle comunità batteriche totali.

Un ibrido metodo di estrazione del DNA per la valutazione delle comunità batteriche qualitativa e quantitativa di pollame campioni di produzione

Qui sono descritte due analisi complementari di particelle biologiche atmosferiche provenienti da filtri campionati in aria: l'estrazione e la rilevazione di endotossine e di DNA.

Filtro Analisi aria-campionato per endotossine e contenuto di DNA

Descriviamo un metodo efficiente, robusto e redditizio per l'estrazione degli acidi nucleici da tamponi per la caratterizzazione delle comunità batteriche che utilizzano 16S rRNA gene amplicone sequenziamento. Il metodo consente un approccio di elaborazione comune per diversi tipi di campioni ed accoglie una serie di processi analitici valle.

Efficiente Nucleic Acid Estrazione e 16S rRNA sequenziamento del gene per batterica Comunità Caratterizzazione

Viene fornito un protocollo per quantificare i geni rRNA 16S batterici e i trascritti dai sedimenti costieri tramite PCR in tempo reale. La metodologia comprende la co-estrazione di DNA e RNA; preparazione di RNA privo di DNA; e quantificazione del gene e della trascrizione dell'rRNA 16S tramite RT-q-PCR, inclusa la costruzione di curve standard.

DNA-RNA simultanea Estrazione da sedimenti costieri e la quantificazione dei geni 16S rRNA e trascrizioni da Real-time PCR

Rilevamento rapido e preciso di agenti patogeni in loco, soprattutto terricoli fitopatogeni, è fondamentale per impedire ulteriore produzione di inoculo e proliferazione di malattie delle piante in campo. Il metodo sviluppato qui utilizzando un sistema di rilevazione portatile in tempo reale di PCR consente la diagnosi in loco in condizioni di campo.

Rilevamento in loco molecolare di fitopatogeni terricoli, utilizzando un sistema PCR in tempo reale portatile

Qui, descriviamo un protocollo per ottenere i dati di sequenza di amplicon del suolo, rizosfera e radice endosphere microbiomi. Questa informazione può essere utilizzata per studiare la composizione e la diversità delle comunità microbiche pianta-collegato ed è adatta per l'uso con una vasta gamma di specie di piante.

Esplorare il microbioma radice: estrazione dei dati di comunità batteriche dal suolo e la rizosfera radice Endosphere

Scavo delle radici delle piante dal campo e trattamento dei campioni in endosphere, rizosfera e suolo sono descritte in dettaglio, compresi i metodi di analisi di dati e di estrazione del DNA. Questa carta è progettata per consentire altri laboratori di utilizzare queste tecniche per lo studio del suolo, endosphere e rizosfera microbiomi.

Isolamento ed analisi di comunità microbiche nel suolo, rizosfera e radici negli esperimenti di erba perenne

Comprendere la composizione biologica del particolato ambientale è importante per lo studio dei relativi impatti significativi sulla salute umana e la diffusione della malattia. Qui, abbiamo utilizzato tre tipi di metodi di campionamento di bioaerosol e un'analisi biologica di microbi nell'aria per meglio esplorare le comunità microbiche nell'aria in diverse condizioni ambientali.

Composizione e analisi della distribuzione di Bioaerosols in diverse condizioni ambientali

Il protocollo rileva i geni chiave del ciclo del metano nelle zone umide costiere del Texas meridionale e visualizza la loro distribuzione spaziale per migliorare la comprensione della regolazione del metano e dei suoi impatti ambientali in questi ecosistemi dinamici.

Visualizzazione delle dinamiche microbiche del ciclo del metano nelle zone umide costiere

Questo studio presenta un metodo rapido ddPCR per quantificare la biomassa microbica del suolo e i rapporti fungini-batterici. Sebbene il carbonio microbico derivato da ddPCR mostri solo una correlazione debole con le stime di fumigazione del cloroformio, il metodo fornisce un approccio molecolare sensibile e scalabile per valutare l'abbondanza microbica senza ulteriori campionamenti del suolo o l'uso di sostanze aggressive.

Determinazione della biomassa microbica nel suolo tramite Digital Droplet PCR (ddPCR)

Scopri l'analisi del DNA microbico sul campo utilizzando un kit di estrazione biologica portatile e un'unità qPCR mobile. Questo metodo consente il monitoraggio ambientale in aree remote con risultati affidabili.

Analisi del DNA microbico sul campo utilizzando un kit di estrazione biologica sul campo e un'unità qPCR sul campo

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