□ 周 婧 趙 露 靖江市產(chǎn)品質(zhì)量綜合檢驗(yàn)檢測中心
轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
□ 周 婧 趙 露 靖江市產(chǎn)品質(zhì)量綜合檢驗(yàn)檢測中心
本文介紹了轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的分類,對檢測方法的特點(diǎn)進(jìn)行對比,對幾種主要檢測技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析,最后對轉(zhuǎn)基因食品檢測步驟進(jìn)行概括。
轉(zhuǎn)基因食品;檢測技術(shù);定量;定性
隨著轉(zhuǎn)基因食品在近幾年的快速發(fā)展,轉(zhuǎn)基因食品的檢測方法也得到了發(fā)展。轉(zhuǎn)基因食品檢測主要從蛋白質(zhì)及外源DNA兩種生物大分子入手,利用PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))、ELISA(酶聯(lián)免疫吸附測定)及生物芯片技術(shù)。對當(dāng)前常用檢測方法進(jìn)行分析與對比,通過實(shí)際應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在轉(zhuǎn)基因食品檢測中,合理選擇檢測方法對檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的提升具有重要意義。
根據(jù)檢測目標(biāo),可將檢測技術(shù)分為核酸檢測方法、蛋白質(zhì)檢測方法及外源基因代謝產(chǎn)物檢測方法,最后一種方法因檢測效率及結(jié)果均不佳,所以當(dāng)前應(yīng)用非常少,核酸檢測方法主要包含巢式PCR、凝膠電泳、測序等方法。蛋白質(zhì)檢測方法主要包含免疫層析試紙條、酶聯(lián)免疫、凝膠電泳及化學(xué)分析等方法。根據(jù)檢測原理,可分為外源蛋白質(zhì)測定、以外源基因?yàn)榛A(chǔ)的外源基因測定兩類技術(shù),外源蛋白質(zhì)測定以免疫反應(yīng)為基礎(chǔ),可分為試紙條法、酶聯(lián)免疫吸附法、蛋白質(zhì)印跡法等方法。第二類技術(shù)主要針對的是各類PCR方法,如巢式PCR方法、核算雜交方法及檢測特異插入功能基因DNA的PCR法等[1]。按照檢測目標(biāo)的數(shù)量,可分為常規(guī)檢測方法、新型檢測方法及組合檢測方法。常規(guī)檢測方法包含PCR法、各類雜交法、酶聯(lián)免疫吸附法、生物測定檢測法及化學(xué)組織檢測法等。新型檢測方法包含熒光定量PCR技術(shù)、巢式與半巢式PCR法、PCR-ELISA檢測技術(shù)及基因芯片技術(shù)等。組合型檢測方法包含多重PCR技術(shù)與芯片技術(shù)結(jié)合、多重PCR-激光誘導(dǎo)熒光-毛細(xì)管電泳檢測方法等。
以PCR法、基因芯片法及ELISA法進(jìn)行對比,不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)也不同。PCR檢測法以DNA作為檢測依據(jù),在生物體各組織細(xì)胞及器官中均存在核酸,所以PCR不受檢測材料限制,在食品加工檢測中比較適用。PCR在檢測靈敏度方面,比ELISA法高出約100倍,ELISA檢測法耗時(shí)耗力,但其成本較低,由于蛋白質(zhì)對熱敏感,所以加熱中食品容易變形,在轉(zhuǎn)基因食品檢測中ELISA法可能檢測不出食品原料[2]。所以,綜合對比,PCR檢測應(yīng)用更為普遍,是當(dāng)前食品檢測中應(yīng)用比較廣泛的方法。20世紀(jì)80年代末,DNA芯片檢測技術(shù)出現(xiàn),具有自動化、微型化及高通量的特點(diǎn),對大量不同種類的基因修飾物可通過1次檢測得到,檢測效率大大提高,應(yīng)用效果顯著,但該方法檢測操作復(fù)雜且成本較高,對該方法的普及存在一定的限制。三種方法綜合對比,PCR檢測技術(shù)的性價(jià)比最高,更適合廣泛推廣應(yīng)用。
截至目前,PCR檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,能夠?qū)Χ喾N轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)行有效檢測,如GA21玉米、DLL25玉米、Zeneca番茄、RR大豆等。當(dāng)前,PCR方法是市面上對食品中轉(zhuǎn)基因成本檢測的主要方法。由于RR大豆基因中含有NOS終止子、CaMV35S啟動子、CP4-EPSPS抗除草劑基因等,所以對大豆是否為轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行檢測時(shí),可直接針對上述基因是否存在進(jìn)行檢測,存在則表明大豆為轉(zhuǎn)基因食品。例如趙艷等人對轉(zhuǎn)基因稻米及加工食品采用PCR檢測方法檢測時(shí),檢出NOS終止子及CaMV35S啟動子,表明在稻米加工食品中,PCR技術(shù)可檢出轉(zhuǎn)基因成分;曹際娟等對轉(zhuǎn)基因玉米及加工食品熱玉米棒、爆玉米花等采用PCR技術(shù)檢測,同樣可檢出轉(zhuǎn)基因成分[3]。
在對轉(zhuǎn)基因玉米、大豆及油菜采用多重PCR法進(jìn)行檢測時(shí),結(jié)合高靈敏度聚丙烯酰氨凝膠電泳法,檢測效果較好、檢測靈敏度高、操作簡單、特異性好,為轉(zhuǎn)基因食品檢測提供了一種新的技術(shù)方法。在轉(zhuǎn)基因原材料及加工產(chǎn)品檢測中,應(yīng)用多重PCR系統(tǒng),可提高檢測的靈敏度與精度。張平平等人為了對轉(zhuǎn)基因食品中含有多個(gè)目標(biāo)基因序列進(jìn)行同時(shí)檢測,采用多重PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因大豆,為排除假陰性可能,對PCR反應(yīng)的效率進(jìn)行評價(jià)時(shí),均將大豆肌動蛋白基因及外源凝集素基因作為對照。轉(zhuǎn)基因大豆含量在0.15%時(shí),鑒定的可靠性仍然比較高,因此該方法具有高度敏感性特征。
劉光明等人采PCR-ELISA檢測技術(shù),在優(yōu)化轉(zhuǎn)基因玉米與大豆DNA提取方法的基礎(chǔ)上,針對NOS終止子及CaNV35S啟動子的序列特點(diǎn),設(shè)計(jì)出特異性探針與引物,建立轉(zhuǎn)基因玉米與大豆外源基因的快速檢測方法,在轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測中得到應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果顯示,該方法具有靈敏特異、操作簡單、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)勢,在多種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的定量及定性檢測中均適合應(yīng)用。
雖然檢測技術(shù)存在一定的差異,但是各種檢測技術(shù)的具體步驟基本類似,以PCR檢測技術(shù)為例對轉(zhuǎn)基因食品檢測步驟進(jìn)行分析:第一,對目標(biāo)DNA利用化學(xué)手段進(jìn)行提??;第二,設(shè)計(jì)與合成引物,引物需位于待分析基因組中高度保守區(qū)域,以15~30個(gè)堿基長度為宜;第三,擴(kuò)增PCR;第四,對PCR產(chǎn)物進(jìn)行克隆與篩選鑒定,然后對擴(kuò)增的產(chǎn)物進(jìn)行染色、電泳,擴(kuò)增特異區(qū)域的DNA帶在紫外光照射下可見,按照該帶的差異可對DNA的差異進(jìn)行鑒定;第五,進(jìn)行DNA序列分析。
對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行檢測時(shí),所用到的檢測技術(shù)比較多,不同技術(shù)都有自身的優(yōu)勢與不足,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)也不斷完善。本文通過對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的分析、比較,以及技術(shù)應(yīng)用及檢測步驟的分析,認(rèn)為多重PCR法在實(shí)際應(yīng)用中效果更好,具有省時(shí)省力、檢測效率高、成本較低的優(yōu)勢,在實(shí)際應(yīng)用中可進(jìn)行推廣。
[1]郭培源,劉碩,楊昆程,等.色譜技術(shù)、光譜分析法和生物檢測技術(shù)在食品安全檢測方面的應(yīng)用進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào),2015(14):3217-3223.
[2]張澤民,李曼.PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品檢測中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].養(yǎng)殖技術(shù)顧問,2011(15):272.
[3]黃玉萍,吳貴茹,陳坤杰.近紅外光譜在轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測中的研究進(jìn)展[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010(22):107-110.