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        生物芯片技術(shù)及其在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

        2016-02-22 02:22:58
        現(xiàn)代食品 2016年16期
        關(guān)鍵詞:生物芯片轉(zhuǎn)基因分子

        1 生物芯片技術(shù)概述

        生物芯片技術(shù)利用光導(dǎo)原位合成及微量點(diǎn)樣的方式,把大量生物大分子,如多肽分子、核酸片段、細(xì)胞或組織切片等生物樣品有序固化至硅片、玻璃片、尼龍膜或聚丙烯酰胺凝膠等載體的表面,二者結(jié)合成為排列密集的二維分子,和已標(biāo)記的待檢測(cè)樣品的靶分子進(jìn)行雜交,采用電荷偶聯(lián)攝像機(jī)、激光共聚焦掃描設(shè)備等特定儀器對(duì)雜交信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行高效、并行、快速檢測(cè)分析,確定樣品中靶分子的實(shí)際數(shù)量并和標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行對(duì)比,達(dá)到分析比較的目的[1]。由于該檢測(cè)技術(shù)需要由硅片、玻璃片等作為支持物,在制備過程中需要由模擬計(jì)算機(jī)的制備技術(shù),因此稱為生物芯片技術(shù)。

        2 生物芯片技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

        2.1 生物芯片技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)中的應(yīng)用

        1983年,第一例轉(zhuǎn)基因作物誕生。1994年,轉(zhuǎn)基因食品在美國(guó)批準(zhǔn)上市后,轉(zhuǎn)基因作為新興生物技術(shù)手段,加工生產(chǎn)的食品越來(lái)越多。轉(zhuǎn)基因食品主要包括動(dòng)物性轉(zhuǎn)基因食品、植物性轉(zhuǎn)基因食品、微生物轉(zhuǎn)基因食品3大類。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用可增加農(nóng)作物產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、提高農(nóng)作物抗病蟲害能力,為人們帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)利益[2]。轉(zhuǎn)基因食品類別越來(lái)越多,生產(chǎn)的規(guī)模和數(shù)量越來(lái)越龐大,由此產(chǎn)生了一系列轉(zhuǎn)基因食品安全問題。近幾年來(lái),人們對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品安全問題越來(lái)越關(guān)注,轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)和鑒定逐漸成為滿足公眾食品安全知情權(quán)的重要核心技術(shù)。生物芯片檢測(cè)技術(shù)將探針分子固定至硅片等支持物上并與標(biāo)記樣品分子進(jìn)行雜交,通過對(duì)各個(gè)探針分子雜交信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)和對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析和比較,獲得樣品分子的數(shù)量和序列,判斷該檢測(cè)樣品是否含有轉(zhuǎn)基因成分、是否在安全限度規(guī)格內(nèi)。利用生物芯片技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品具有簡(jiǎn)單快速、自動(dòng)化程度高、假陽(yáng)性低、特異性強(qiáng)等特點(diǎn),可檢測(cè)鮮活動(dòng)植物材料和食用成品,值得廣泛推廣使用。

        2.2 生物芯片技術(shù)在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用

        病原性微生物檢測(cè)屬于食品檢測(cè)中的重要項(xiàng)目,科學(xué)合理的檢測(cè)致病微生物可避免被污染的食品被人誤食、威脅人類健康,同時(shí)可避免巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)危害。食品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和銷售及消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中易遭受各類病菌的污染,因此要進(jìn)行檢測(cè)予以防范。利用生物芯片技術(shù)對(duì)食品微生物進(jìn)行檢測(cè),將常見致病微生物的特異基因按照序列制備成基因芯片,利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原理對(duì)待檢測(cè)樣品進(jìn)行雜交,通過數(shù)據(jù)分析比較判斷待檢測(cè)樣品中致病微生物含量,從而確定食品是否受到致病微生物污染。

        2.3 生物芯片技術(shù)在食品營(yíng)養(yǎng)成分分析檢測(cè)中的應(yīng)用

        食物中的營(yíng)養(yǎng)成分和細(xì)胞作用后,細(xì)胞外部形態(tài)和內(nèi)部代謝過程會(huì)發(fā)生變化,直接表現(xiàn)為基因表達(dá)的變化。利用生物芯片檢測(cè)技術(shù),分析檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)細(xì)胞基因表達(dá)的影響,可了解營(yíng)養(yǎng)成分的作用機(jī)制[3]。在檢測(cè)過程中,對(duì)比營(yíng)養(yǎng)成分作用前后的變化,評(píng)價(jià)毒性和活性,從而確認(rèn)物質(zhì)的作用靶點(diǎn)。利用生物芯片檢測(cè)技術(shù),可開展?fàn)I養(yǎng)和腫瘤相關(guān)基因表達(dá)的研究,分析營(yíng)養(yǎng)和免疫系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病的關(guān)系,避免食品營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)人體造成不良影響。

        2.4 生物芯片技術(shù)在食品原料檢測(cè)中的應(yīng)用

        利用生物芯片技術(shù)可進(jìn)行農(nóng)藥篩選,檢測(cè)各類農(nóng)作物的相關(guān)基因組。采用生物芯片技術(shù),利用比較差異的表達(dá)來(lái)尋找新的基因,檢測(cè)樣品中的基因的表達(dá)水平。通過對(duì)后基因組學(xué)的分析和相關(guān)研究實(shí)現(xiàn)食品原料作物的疾病檢疫和檢測(cè)[4]。充分利用基因芯片自身優(yōu)勢(shì),有利于詳細(xì)確定作物各個(gè)基因的具體功能,有利于對(duì)除草劑、植物激素、光量、光質(zhì)、肥力和干旱等因素對(duì)作物的影響進(jìn)行分析,通過采用合理的處理措施促進(jìn)作物朝向期望方向發(fā)展。利用生物芯片技術(shù),不僅可減少新品種的培育時(shí)間,還可有效縮短食品原料新品種培育的過程。伴隨基因組序檢測(cè)工作的深入發(fā)展,將有更多植物病害的微生物基因組被解碼,利用表達(dá)序列標(biāo)簽制備成植物檢疫芯片,實(shí)現(xiàn)快速診斷植物病害,有利于在植物發(fā)病前實(shí)施針對(duì)性的預(yù)防。

        3 結(jié)語(yǔ)

        生物芯片技術(shù)是一項(xiàng)新興的微生物的技術(shù),在食品檢測(cè)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。通過利用生物芯片技術(shù)檢測(cè)食品中的相關(guān)不安全因素,可達(dá)到確保食品安全的目的。隨著生物芯片技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,生物芯片技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛,生物芯片技術(shù)的不斷更新,可滿足不斷增長(zhǎng)的食品安全檢測(cè)的需要,從而保障食品的食用安全。

        參考文獻(xiàn):

        [1]謝修志.生物技術(shù)在食品檢測(cè)方面的應(yīng)用[J].生物技術(shù)通報(bào),2010(1):68-72,77.

        [2]張 華,王 靜.生物芯片技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].生物信息學(xué),2004(3):43-48.

        [3]張奇志,鄧歡英.生物芯片技術(shù)及其在食品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].食品研究與開發(fā),2006(8):206-209.

        [4]潘云娣,楊文鴿.現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)通報(bào),2004(6):26-29.

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