痕量/低豐度微生物樣本檢測(cè)服務(wù)

痕量/低豐度微生物樣本的微生物含量遠(yuǎn)低于糞便、土壤等常規(guī)樣本，甚至接近檢測(cè)極限，任何微小污染（如試劑殘留、操作接觸）都可能成為測(cè)序數(shù)據(jù)的“主導(dǎo)信號(hào)”。

針對(duì)這類樣本，微基生物建立了專屬的實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系和數(shù)據(jù)分析流程，以遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平的檢測(cè)成功率，為科研工作者提供精準(zhǔn)、可靠的檢測(cè)服務(wù)。

一、痕量/低豐度微生物樣本的常見類型

· 人體相關(guān)：血液、腦脊液、胎盤、胎兒組織、母乳、呼吸道分泌物等；

· 自然環(huán)境：極地超干旱土壤、深層地下沉積物、飲用水、高空大氣等；

· 其他：植物種子、極端環(huán)境巖石、實(shí)驗(yàn)室潔凈表面等。

二、痕量/低豐度微生物樣本檢測(cè)的難點(diǎn)

信號(hào)易被污染掩蓋：目標(biāo)微生物DNA/RNA占比極低，甚至低于檢測(cè)儀器的基礎(chǔ)識(shí)別閾值，少量外源污染即可覆蓋真實(shí)信號(hào)。研究顯示，低豐度微生物（相對(duì)豐度<1%）檢測(cè)誤差率可達(dá)60%以上，甚至?xí)贸鐾耆喾吹奈⑸锒鄻有越Y(jié)論。

樣本價(jià)值極高且不可重復(fù)：極端環(huán)境樣本、人體組織樣本等的獲取成本極高，部分樣本無法重復(fù)采集。若因污染導(dǎo)致檢測(cè)失敗，會(huì)造成樣本浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)成本增加及研究周期延長(zhǎng)。

數(shù)據(jù)解讀易誤判：傳統(tǒng)去污染工具難以區(qū)分“既是污染又是樣本原生微生物”的類群，且低生物量樣本的真實(shí)信號(hào)與污染信號(hào)易重疊，導(dǎo)致誤判或漏判。

低/高生物量環(huán)境微生物細(xì)胞數(shù)量對(duì)比圖

三、權(quán)威共識(shí)指引：污染防控的核心邏輯

發(fā)布在《Nature Microbiology》上的權(quán)威共識(shí)“Guidelines forpreventing and reportingcontamination in low-biomassmicrobiome studies”明確指出，低生物量微生物組研究的核心挑戰(zhàn)是“信號(hào)與噪聲的博弈”，污染可能貫穿研究全流程，需從采樣、實(shí)驗(yàn)、分析到報(bào)告建立全鏈條防控體系。

 

研究全流程污染來源與防控對(duì)照示意圖

各環(huán)節(jié)污染路徑：

1.采樣階段：目標(biāo)樣本可能接觸外部污染物（如采樣環(huán)境中的微生物），或與其他樣本交叉污染；

2.DNA提取階段：試劑、提取設(shè)備可能引入外部污染物，同時(shí)不同樣本間可能發(fā)生交叉污染；

3.文庫制備與測(cè)序階段：文庫試劑、測(cè)序平臺(tái)可能引入污染，還可能出現(xiàn)“標(biāo)簽跳躍”導(dǎo)致的序列錯(cuò)配污染。

 

防控對(duì)照設(shè)計(jì)：每個(gè)環(huán)節(jié)均需設(shè)置對(duì)應(yīng)對(duì)照，且對(duì)照需全程跟隨樣本處理流程，確保能精準(zhǔn)定位污染發(fā)生的具體環(huán)節(jié)；陰性對(duì)照用于識(shí)別外源污染（如試劑、環(huán)境），陽性對(duì)照用于校準(zhǔn)檢測(cè)極限、監(jiān)控交叉污染。

四、痕量微生物樣本：牛乳樣本檢測(cè)的污染

《The impact of kit, environment and sampling contamination on the observed microbiome of bovine milk》的研究以14頭健康奶牛為對(duì)象，采集腺泡乳、剝離乳、乳頭頂端、乳頭管樣本，同時(shí)設(shè)置空氣空白、采樣空白、提取空白等多重陰性對(duì)照，通過兩種算法系統(tǒng)識(shí)別污染，其結(jié)果深刻揭示了低生物量樣本檢測(cè)的核心問題：

 

1.75%以上的測(cè)序數(shù)據(jù)為污染序列，主要來自DNA提取試劑盒、擠奶廳空氣、乳頭皮膚，而非牛乳本身；

2.不同類型樣本污染路徑存在差異：腺泡乳主要受試劑盒污染，剝離乳是“環(huán)境+采樣+試劑盒”三重污染，乳頭組織則主要被空氣微生物污染；

3.去污染后，牛乳的真實(shí)優(yōu)勢(shì)微生物僅為葡萄球菌屬、不動(dòng)桿菌屬，多樣性遠(yuǎn)低于乳頭皮膚，此前許多被認(rèn)為是牛乳原生的微生物（如擬桿菌屬、假單胞菌屬）實(shí)為污染導(dǎo)致的“假陽性”。

 

 

牛乳樣本測(cè)序數(shù)據(jù)污染占比示意圖

研究顯示75%以上的測(cè)序數(shù)據(jù)為污染序列，僅不足25%為牛乳原生微生物序列，直觀印證了低生物量樣本中污染信號(hào)對(duì)真實(shí)信號(hào)的嚴(yán)重掩蓋，也凸顯了精準(zhǔn)去污染的必要性。

 

牛乳樣本不同污染來源貢獻(xiàn)占比圖

研究顯示不同類型樣本的污染路徑具有顯著特異性:腺泡乳主要受DNA提取試劑盒污染（占比7.6%），剝離乳受空氣（11.7%）、采樣工具（5.1%）、試劑盒（4.7%）三重污染，乳頭組織則以空氣微生物污染為主（平均38.3%），為針對(duì)性設(shè)計(jì)污染防控方案提供了實(shí)證依據(jù)。

去污染前后牛乳微生物組多樣性對(duì)比圖

研究顯示：去污染后，牛乳的優(yōu)勢(shì)微生物僅為葡萄球菌屬（4.9%）、不動(dòng)桿菌屬（4.2%），多樣性遠(yuǎn)低于乳頭皮膚樣本；此前許多被認(rèn)為是牛乳原生的微生物（如擬桿菌屬、假單胞菌屬），實(shí)為污染導(dǎo)致的“假陽性”，說明有效的去污染流程是獲取真實(shí)微生物組信息的關(guān)鍵。

牛乳樣本優(yōu)勢(shì)微生物組成對(duì)比圖

研究顯示：去污染后，牛乳樣本中葡萄球菌屬、不動(dòng)桿菌屬為核心優(yōu)勢(shì)類群，而乳頭皮膚樣本中放線菌屬、棒狀桿菌屬等占比更高，進(jìn)一步印證了低生物量樣本經(jīng)污染去除后，其微生物組成與相鄰環(huán)境樣本存在顯著差異，也體現(xiàn)了精準(zhǔn)去污染對(duì)區(qū)分樣本固有微生物組的重要意義。

五、微基生物服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

檢測(cè)成功率行業(yè)領(lǐng)先：針對(duì)血液、極地土壤等難處理樣本，檢測(cè)成功率遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平；

結(jié)果精準(zhǔn)可靠：多技術(shù)交叉驗(yàn)證，污染去除率≥95%，假陽性率顯著低于傳統(tǒng)方法；

個(gè)性化定制：根據(jù)樣本類型、研究目標(biāo)定制實(shí)驗(yàn)方案與分析流程；

全程技術(shù)支持：從樣本采集指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到數(shù)據(jù)解讀，提供一對(duì)一專業(yè)服務(wù)。

 

微基生物始終專注于微生物檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新與突破，以專業(yè)技術(shù)、嚴(yán)格質(zhì)控與個(gè)性化服務(wù)，為痕量微生物樣本檢測(cè)提供優(yōu)質(zhì)解決方案。歡迎科研工作者前來咨詢了解，共同攻克低生物量樣本研究的技術(shù)瓶頸！