近日，真邁生物聯(lián)合深圳市環(huán)境科學(xué)研究院在Frontiers in Environmental Science上發(fā)表題為“Water filter: A rapid water?environmental DNA collector in the field”的科研成果，系統(tǒng)描述了一款新型便攜式eDNA富集儀——GM dual-channel water filter（以下簡稱為GM eDNA富集儀）的基本組成及工作流程，并提供了一系列基準(zhǔn)測試的比較。
該eDNA富集儀可用于野外大體積水樣的快速過濾（使用0.22 μm過濾膜，實(shí)現(xiàn)10分鐘內(nèi)完成10升水的過濾），并配備一套適用于大型濾膜(?100 mm)的DNA提取試劑盒（GM Water Filter DNA Extraction Kit，以下簡稱為GM提取試劑盒），在野外水樣采集和生物多樣性監(jiān)測領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢：
1.有效減少過濾時(shí)間，顯著提升采樣效率，為快速響應(yīng)野外作業(yè)需求提供了保障；
2.減少了對(duì)大體積水樣運(yùn)輸?shù)囊蕾嚕苊饬碎L途運(yùn)輸可能對(duì)樣本造成的污染和降解風(fēng)險(xiǎn)；
3.保護(hù)eDNA完整性，快速過濾最大限度地減緩了eDNA的降解，確保了eDNA分子的完整性，為后續(xù)的物種注釋和生物監(jiān)測提供了可靠的基礎(chǔ)。
這項(xiàng)創(chuàng)新簡化了大體積水樣eDNA收集的流程，為生物多樣性監(jiān)測和物種保護(hù)工作提供了有力的技術(shù)支持。
環(huán)境DNA（Environmental DNA，eDNA）是生物與環(huán)境相互作用時(shí)留下的微量DNA，可以從各種環(huán)境樣品(土壤、沉積物和水體等)中獲取。水生生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的重要自然資源之一。通過直接提取水環(huán)境中的DNA片段，然后利用高通量測序技術(shù)進(jìn)行生物物種的定性或定量分析，已經(jīng)成為一種新的水生生物調(diào)查方法，在生物入侵的防治、瀕危物種的保護(hù)、生物多樣性的調(diào)查以及生物量的評(píng)估等方面具有廣泛應(yīng)用。
水環(huán)境eDNA分析通常需要將水樣過濾，使eDNA被截留在濾膜上，并通過保存濾膜實(shí)現(xiàn)eDNA的采集。采樣體積通常在15?ml至10?L之間，1-2?L的采樣量最常見。對(duì)于稀有物種，需要增加采樣體積以提升eDNA的濃度。因此，能夠在野外迅速完成大體積水樣的過濾對(duì)于后續(xù)eDNA提取和測序工作都至關(guān)重要，有助于確保eDNA的完整性和測序的質(zhì)量。已報(bào)道的背負(fù)式eDNA采樣設(shè)備Smith-Root ANDe? system，流速閾值為1.0 L/min，雖提高了采樣速度，并將eDNA的污染風(fēng)險(xiǎn)降至最低。然而，該系統(tǒng)適配的濾膜孔徑為1 μm和5 μm，不是通常eDNA研究中使用的小孔徑濾膜(0.22或0.45 μm)。另外一款已報(bào)道的便攜式水生eDNA過濾系統(tǒng)包含一個(gè)便攜式泵，可適配0.22 μm或0.45 μm?Sterivex過濾器，無阻礙過濾速率分別為150.05±7.01 mL/min和151.70±6.72 mL/min。顯而易見，對(duì)于大體積水樣的野外過濾來說，這個(gè)速率仍然很慢。
GM eDNA富集儀是一款創(chuàng)新的eDNA采樣設(shè)備，設(shè)計(jì)小巧便攜，適合野外作業(yè)。配備9000 mA的高容量鋰電池，可支持雙通道同時(shí)運(yùn)行5小時(shí)，適配0.22?μm或0.45 μm孔徑的濾膜，并提供高達(dá)1 L/min的過濾速率，實(shí)現(xiàn)10分鐘之內(nèi)完成10 L水體的過濾，滿足野外eDNA的高效富集需求。
01??產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)
本設(shè)備由電池、開關(guān)、蠕動(dòng)泵、過濾裝置、連接管路、計(jì)時(shí)器、壓力監(jiān)控裝置、進(jìn)水口、出水口、濾板等組成（圖1）。主要技術(shù)參數(shù)如下：
此外，進(jìn)水管配備了一個(gè)桶狀濾網(wǎng)（120目）和一個(gè)蝶形過濾器（孔徑10?μm），可用于渾濁水體的預(yù)過濾。
本設(shè)備用戶界面直觀，操作步驟簡單，有些實(shí)驗(yàn)人員甚至無需閱讀說明書即可使用?；玖鞒倘缦拢喊惭b前置預(yù)過濾器→連接管路→潤洗/消毒→放置濾膜，啟動(dòng)過濾→收集/保存濾膜→清洗管路。在獲得含eDNA的濾膜（直徑100 mm）后，使用真邁生物團(tuán)隊(duì)配套研發(fā)的磁珠法DNA提取試劑盒（GM提取試劑盒），完成eDNA提取，用于后續(xù)的文庫構(gòu)建和高通量測序。
為深入理解濁度對(duì)過濾效率的影響，研究人員利用GM eDNA富集儀對(duì)10 L不同濁度的水體進(jìn)行了系統(tǒng)性檢測（表1），旨在揭示濁度與過濾時(shí)間之間的相關(guān)性，并評(píng)估在何種濁度條件下GM eDNA富集儀過濾性能最優(yōu)。結(jié)果表明：針對(duì)濁度低于8 NTU的靜止水體，GM eDNA富集儀能在10分鐘內(nèi)完成10 L水體的過濾工作。然而，進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，濁度與過濾時(shí)間之間的關(guān)系并非簡單的線性關(guān)系，一些其他因素，如顆粒物的大小、形狀和化學(xué)性質(zhì)，都可能對(duì)過濾效率產(chǎn)生影響。
表1 GM?eDNA富集儀完成不同濁度的10 L水體過濾所需要時(shí)間
