摘要：本文通過對基因芯片技術(shù)的概述，了解基因芯片技術(shù)的原理分類，以及特點(diǎn)和操作過程，然后闡述了基因芯片技術(shù)在食品檢測各個方面的運(yùn)用，最后分析該技術(shù)存在的缺陷、改進(jìn)方法以及未來前景。

關(guān)鍵詞：基因芯片 食品檢測 應(yīng)用

中圖分類號：TS207 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5336（2014）02-0033-02

1 概述

基因芯片技術(shù)是近十幾年來生命科學(xué)領(lǐng)域中的重要發(fā)展，其應(yīng)用越來越廣泛，是一項(xiàng)基于基因表達(dá)和基因功能研究的高新技術(shù)，基因芯片技術(shù)是鑒別微生物和轉(zhuǎn)基因成分最有效的手段之一，基因芯片技術(shù)作為一種新的檢測技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，是當(dāng)今世界高度交叉、高度綜合的前沿科學(xué)與研究熱點(diǎn)。

2 基因芯片技術(shù)

2.1 基因芯片技術(shù)原理、分類以特點(diǎn)

2.1.1 基因芯片技術(shù)原理

基因芯片（Gene chip），它屬于生物芯片的一種，采用人工的方法，將設(shè)計好的基因片段有序的、高密度的排列在固相載體上的一種信息檢測的生物芯片，即應(yīng)用已知序列的核酸探針對未知序列的核酸序列進(jìn)行雜交檢測，它綜合了分子生物學(xué)、微電子學(xué)、、高分子化學(xué)合成技術(shù)、激光共聚焦掃描技術(shù)和計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科知識，被認(rèn)為是又一次革命性的技術(shù)突破。

2.1.2 基因芯片技術(shù)的特點(diǎn)

基因芯片技術(shù)簡單，自動化控制程度高，檢測分子數(shù)量多，具有高通量、并行性、微型化等特點(diǎn)，是一門極有發(fā)展前途的技術(shù)。

2.2 基因芯片技術(shù)的過程

基因芯片技術(shù)主要包括四個最基本的環(huán)節(jié)：（1）芯片的制備；（2）原位合成；（3）樣品的制備和標(biāo)記。

3 在食品工業(yè)中的應(yīng)用

3.1 在食品中微生物檢測中的應(yīng)用

3.1.1 基因芯片檢測微生物的基本原理

將各種基因寡核苷酸點(diǎn)樣于芯片表面，微生物樣品DNA經(jīng)PCR擴(kuò)增后制備熒光標(biāo)記探針，然后再與芯片上寡核苷酸點(diǎn)雜交，最后通過掃描儀定量和分析熒光分布模式來確定檢測樣品是否存在某些特定微生物[1]。

3.1.2 基因芯片技術(shù)檢測食品常見致病菌

細(xì)菌是食品最常見的污染，食品中常見致病菌的檢測在食品檢測中十分重要，致病菌污染食物造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的會威脅人類的健康，食品微生物檢測是是確保食品質(zhì)量和安全的重要手段，同時也是防止致病菌的污染和各種食源性傳染病的蔓延的重要手段，但是傳統(tǒng)的檢測方法耗時又費(fèi)力，靈敏度低，此時基因芯片技術(shù)就顯現(xiàn)出它的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。

基因芯片是根據(jù)細(xì)菌的16SrDNA基因的高度保守來檢測病原細(xì)菌的，這樣的方法操作簡單，可以同時在一個固相上按入大量不同的基因探針，這樣一次就可以檢測大量的病菌，可以鑒定菌株，然后進(jìn)行分析。

檢測食物中的致病性病菌，像一些致病性弧菌、沙門氏菌等，引起人腸道的急性傳染病，是人腹瀉嘔吐，嚴(yán)重的還有生命危險，此時基因芯片可以擴(kuò)增基因片段的長度，同時檢測多個致病病菌，節(jié)省檢測的成本和時間，同時可以對突發(fā)性的傳染病進(jìn)行早期的診斷，防止發(fā)生惡性事故。

3.1.3 基因芯片技術(shù)在食品微生物研究中的應(yīng)用

（1）對于那些不能在體外培養(yǎng)，難以估計產(chǎn)物中細(xì)菌種數(shù)的活菌，可以用基因芯片直接分析產(chǎn)物中的微生物種群，同時可以用來研究不同溫度、地點(diǎn)等條件下的微生物種群的分布情況，基因芯片技術(shù)在食品微生物研究中具有重要作用。（2）基因芯片還可以檢測不同的儲藏條件甚至是不同產(chǎn)地的色拉蔬菜中的微生物體系，還可以用來檢測水源中微生物的種類，特別是其中的致病微生物的種類，防止水源被污染，同時可以對癥治理水源，凈化水源。（3）基因芯片可以研究病毒微生物的代謝過程以及整體的毒性效應(yīng)，它可以同時多幾千個基因的表達(dá)進(jìn)行分析，通過研究可以了解到菌株在自然群體內(nèi)遺傳多樣性的范圍和特性，給預(yù)防食品原材料中病毒的防治提供資料。（4）基因芯片可以在檢測食品中潛在的致病原，可以用來區(qū)分相近的難以區(qū)分的病菌，對癥下藥，同時還可以鑒別微生物的死活，像在食品的樣品中檢測到了致病的微生物，但是不能確定這些微生物的死活，是否對人體還有危害，就可以利用基因芯片技術(shù)來進(jìn)行檢測。

3.2 在轉(zhuǎn)基因食品檢測中的應(yīng)用

隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因食品越來越多出現(xiàn)在人們的生活當(dāng)中，但是人們對這種新型的生物具有一定的擔(dān)憂，對于轉(zhuǎn)基因食品的安全問題目前還有較大的爭論，而基因芯片技術(shù)可以快捷準(zhǔn)確的檢測，也可以判斷待測樣品是否為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，這樣不僅可對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行定性檢測，而且還可以定量的檢測其類別。轉(zhuǎn)基因檢測常用的方法有蛋白檢測法、核酸檢測方法以及普通PCR檢測，轉(zhuǎn)基因成分檢測最容易出現(xiàn)假陽性和假陰性這兩種情況，然而基因芯片中含有特定的探針，從而保證了檢測的質(zhì)量，僅靠一個實(shí)驗(yàn)就可以篩選出轉(zhuǎn)基因的食品。

4 基因芯片技術(shù)存在的問題

4.1 存在問題

（1）基因芯片技術(shù)需要具備大量的已測得的、詳細(xì)準(zhǔn)確的DNA、cDNA片段的信息，但目前基因序列信息缺乏，限制了基因芯片技術(shù)在微生物檢測與診斷中的應(yīng)用，而且基因及基因芯片技術(shù)專利的限制，也是限制基了因芯片技術(shù)的應(yīng)用。（2）費(fèi)用比較昂貴，一套完備的儀器需要幾十萬到上百元萬。（3）每次雜交反應(yīng)后，其敏感性都要降低。此外，樣品制備和標(biāo)記還比較復(fù)雜，現(xiàn)在食品原料中越來越多的轉(zhuǎn)入基因以及致病菌的復(fù)雜化也是越來越嚴(yán)峻的問題。

4.2 解決方法

我們可以提高基因芯片的特異性重復(fù)性，簡化檢測操作方法，改進(jìn)和提高相關(guān)技術(shù)，增加信號檢測的靈敏度以及研制和開發(fā)高度集成化樣品制備、基因擴(kuò)增、核酸標(biāo)記及檢測儀器。

5 結(jié)語

具有高密度和高通量能力的基因芯片技術(shù)，雖然具有重要的作用，但是存在的問題還很嚴(yán)峻，但是隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，基因芯片技術(shù)會越來越成熟，它的應(yīng)用成本會逐漸降低，在食品檢測以及其它方面的應(yīng)用就會更加的普遍。

參考文獻(xiàn)

[1]高興，王景林.基因芯片技術(shù)在病原細(xì)菌檢測中的應(yīng)用[J].中國生物工程雜志，2010，30（2）：100-104.

[2]楊喻曉，張文，丁美會，沈立榮.基因芯片技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].食品與發(fā)酵工業(yè).2009，17（1）：68-70.