如何在無缺失或多樣性改變的前提下保存實驗室中的微生物樣品

過去十年間，科學家們花費數十億美元完成了人體、土壤和海洋等不同地點的微生物的分類歸總，通過日益精確的新一代測序技術，我們對這些差別甚大的微生物有了更多的認識，比如說，對細菌核糖體小亞基 16S rRNA 編碼基因進行高通量測序，科學家們能了解樣品中的微生物多樣性。此外還可以選擇鳥槍宏基因組學作為互補技術，分析樣品中所有生物的所有基因。這些DNA測序技術十分敏感，也能識別樣品污染和危害樣品處理引發的細微變化。

由于處理和存儲樣品的變化會影響研究結果，因此要想維持在現場收集樣品的完整性也是微生物研究中的一項重大挑戰。
來自Mayo醫院的微生物生態學家 Vanessa Hale表示，金標準方法是從新鮮樣本中立即提取DNA 或 RNA。當不可能立即處理的時候，最好能將樣品儲存在?80°C。室溫下糞便樣品中的微生物組成會在一到兩天內發生轉變，其它樣品，如土壤也同樣具有溫度敏感性。

但是超低溫冰箱并不是隨取隨到的，也許糞便樣本首先在家里收集得到，或者研究人員需要從很遠的地方收集土壤樣品。在一些情況下，樣品都需要存儲和保留幾天或幾周，才能進行DNA和 RNA的提取和分析。

來自芝加哥大學的微生物生態學家 Jack Gilbert說，“微生物多樣化多到可怕，而且復雜。任何特殊處理都會改變其組成部分。”不過隨著技術發展，現在可以進行更多深入的微生物群落分析，即使是微生物菌群最小的變化或者相對豐度改變，也會極大的干擾群體比對，因此儲存方法引起的變化越小越好。以下是The Scientist雜志推薦的一些樣品保存技巧。

樣品均質化

原始樣品的保真性從收集樣品的那一刻就開始了。第一步需要確保你獲得的是一個均勻的樣品，“如果一個樣品不是均質樣品，那么首先要使之均質化，”來自比利時根特大學的微生物學家Kim Heylen說，“如果你想要重復性好的樣品，那么（這樣做）至關重要?！?br>
美國加州大學戴維斯分校的微生物學家Holly Ganz在一家非盈利機構KittyBiome進行野貓和家貓的微生物組研究，他們一般采集野貓和家貓的糞便作為樣品，她說，“糞便當然不是均質的，因此這就產生了一個問題：采用哪一部分的糞便會影響研究結果。”

因此Ganz需要均質化樣品，她首先去除了糞便的外層，這一部分可能包含有環境污染物，然后剩余部分放置到塑料袋中進行人工碾磨和混合。之后Ganz又將樣品鋪開，收集二次樣品，“要讓糞便樣品均質化并不容易，所以我只好增加二次取樣的次數，”她說。

2015年，一組研究人員完成了一項人腸道微生物組的研究，他們將液氮糞便樣品通過研缽及研杵搗碎，使之成為粉末狀小樣品，然后轉移到試管中，?80°C儲存。比較于之前的方法，這種制備樣品的方法能減少微生物組成上出現的可變性。