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        轉(zhuǎn)基因食品分析檢測技術(shù)研究進(jìn)展

        2022-11-16 13:03:57保建民
        食品安全導(dǎo)刊 2022年12期
        關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)基因安全性蛋白質(zhì)

        保建民

        (武威市食品檢驗(yàn)檢測中心,甘肅武威 733000)

        轉(zhuǎn)基因食品是一種利用基因技術(shù)創(chuàng)造的新型食品,主要是將外來基因移植入生物體中,可改善其品質(zhì)、營養(yǎng)成分,增加植物的抗蟲害能力和動植物的產(chǎn)量等。轉(zhuǎn)基因食品的安全性存在爭議,為了進(jìn)一步驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因食品的安全性,需要采用先進(jìn)的食品檢測技術(shù),本文對常見的檢測技術(shù)進(jìn)行了探討,以供參考。

        1 轉(zhuǎn)基因食品的檢測

        轉(zhuǎn)基因食品得到了快速的發(fā)展,全球也更加關(guān)注轉(zhuǎn)基因食品的安全問題。轉(zhuǎn)基因食品是一種新食品類型,因此尚未有充足的證據(jù)對其生態(tài)平衡性和對人體健康影響進(jìn)行驗(yàn)證。目前人們對轉(zhuǎn)基因食品安全性仍然存在質(zhì)疑,包括是否對人體健康有不良影響,其營養(yǎng)價(jià)值是否降低,是否增加食物的過敏性等。轉(zhuǎn)基因食品的安全性是全球的爭議話題,因此對于這一新型食品必須做好安全性檢測和評價(jià)[1]。當(dāng)前食品檢測技術(shù)有了顯著進(jìn)步,具有較多的檢測方法,在檢測食品安全方面發(fā)揮了重要的作用。目前對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行檢測主要包括兩個方面,即核酸水平檢測與蛋白質(zhì)水平檢測。這兩種檢測方式在實(shí)際中都得到了廣泛的應(yīng)用,并且對驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因食品安全性起到了重要的作用。

        2 轉(zhuǎn)基因食品的常見檢測技術(shù)

        2.1 組學(xué)分析技術(shù)

        組學(xué)分析方法包括多種具體的分析方式。例如,常見的蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄學(xué)等,都屬于組學(xué)分析技術(shù)的范疇,其中蛋白組學(xué)是實(shí)用性較強(qiáng)的一種檢驗(yàn)方式,設(shè)置特定的時(shí)間以及環(huán)境的條件要求,能夠檢測出細(xì)胞內(nèi)含有的蛋白質(zhì)表達(dá)水平,其主要監(jiān)測的是蛋白質(zhì)的數(shù)量以及功能特點(diǎn)等[2]。轉(zhuǎn)錄組學(xué)也是一種較為多見的檢測方式,主要檢測的是細(xì)胞表達(dá)的基因總和,能夠研究外插入的基因表達(dá)情況。

        2.2 光譜學(xué)分析技術(shù)

        光譜學(xué)分析技術(shù)主要采取紅外光譜技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)提取或者預(yù)處理,由于紅外光譜的穿透力強(qiáng),所以通常用于基因光譜學(xué)的鑒定,具有一定的應(yīng)用價(jià)值,雖然當(dāng)前無法確定其準(zhǔn)確性,但是該技術(shù)應(yīng)用簡單,操作簡便、檢測效率高,不會造成損失,也可以用于評價(jià)轉(zhuǎn)基因食品的非期望效應(yīng)。

        2.3 蛋白質(zhì)印跡法

        蛋白質(zhì)印跡法的原理是使靶蛋白特異性的非標(biāo)記性抗體與靶蛋白中的相關(guān)抗原決定簇結(jié)合,對已結(jié)合的抗體進(jìn)行檢測。該檢測方法具有較高的準(zhǔn)確率,但是檢測效率較低,所以通常不推薦使用。該技術(shù)主要用于檢測少量的轉(zhuǎn)基因食品,因?yàn)殡y度系數(shù)較高,而且受到較多的制約條件,特別是對環(huán)境條件的要求較高,所以該檢測方法的成本較高,一般情況下不能用于大批量的樣品檢測,只能用于少量樣品的檢測。

        2.4 ELISA 檢測法

        ELISA 檢測法是轉(zhuǎn)基因食品中的目標(biāo)蛋白和固相載體表面抗體發(fā)生結(jié)合反應(yīng),然后加入相應(yīng)的酶反應(yīng)底物,底物會反應(yīng)生成有色物質(zhì),再通過顯色反應(yīng)對轉(zhuǎn)基因的成分進(jìn)行檢測。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便,檢測效率高,通常可以用于轉(zhuǎn)基因食品的現(xiàn)場檢測,但是該檢測方法無法定量檢測,所以檢測準(zhǔn)確度不高,而且復(fù)雜基質(zhì)對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度造成一定的影響,另外該檢測方法只用于沒有加工過的轉(zhuǎn)基因食品原料,如果轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行了加工,則不適用于該方法[3]。

        2.5 免疫試紙條法

        免疫試紙條法和蛋白質(zhì)印跡法有相同的原理,但不同之處是其固相載體與蛋白質(zhì)印跡法不同。蛋白質(zhì)印跡法采用的固相載體是聚乙烯反應(yīng)板,免疫試紙條法采用的是硝化纖維免疫試紙條法,優(yōu)勢是能夠快速得出檢測結(jié)果,一般只需10 min 左右,但是該檢測方法的精準(zhǔn)度和靈敏度不高,所以只適用于緊急情況下的快速檢驗(yàn),可以對蛋白質(zhì)整體進(jìn)行分析,對其成分和質(zhì)量的檢測準(zhǔn)確度不高,所以一般情況下不推薦采用該方法對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行檢測。

        2.6 基因水平的檢測

        2.6.1 定性PCR 法

        定性PCR 對啟動子、終止子和基因片斷進(jìn)行檢測。通常構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需要將啟動子和終止子加到目的基因的5’和3’端,而目前大部分轉(zhuǎn)基因食品采用的啟動子是CaMV35S 啟動子、NOS 啟動子和Ocs 啟動子,終止子包括NOS 終止子等,因此利用pcr 檢測時(shí)主要是檢測CaMV35S 啟動子和NOS終止子,也要根據(jù)實(shí)際情況配合使用其他檢測[4]。由于定性PCR 法通常受到DNA 純度的影響,如果發(fā)生DNA 的污染或者降解反應(yīng),在檢測時(shí)就會導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)假陽性,所以該方法只能用于初步鑒定轉(zhuǎn)基因食品。

        2.6.2 定量PCR 法

        定性PCR 的方法只能夠檢測食品是否為轉(zhuǎn)基因食品,但是不能夠?qū)ζ渲型庠椿虻暮窟M(jìn)行檢測,所以可以采用定量PCR 的方法對插入的外源性基因片段占轉(zhuǎn)基因片段的百分含量進(jìn)行定性檢測。在進(jìn)行普通的定性PCR 過程中,可以采用不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)陽性物,繪制出吸光值和轉(zhuǎn)基因含量的曲線,進(jìn)而對轉(zhuǎn)基因的含量進(jìn)行確定[5]。

        2.6.3 實(shí)時(shí)定量熒光PCR 法

        實(shí)時(shí)熒光PCR 相比普通的PCR 檢測技術(shù)具有諸多的優(yōu)勢,普通PCR 檢測技術(shù)是一種終點(diǎn)測定方式,需要打開反應(yīng)管,產(chǎn)物很容易發(fā)生污染,這也是導(dǎo)致假陽性發(fā)生率的原因。實(shí)時(shí)PCR 在檢測的過程中是動態(tài)檢測,所以不需要打開反應(yīng)管,操作簡便的同時(shí)也降低了感染的發(fā)生率,能夠計(jì)算每個樣品的循環(huán)閾值,獲得準(zhǔn)確的工作曲線,減少其他因素的影響,提高檢測的自動化水平。

        2.6.4 PCR-ELISA 法

        PCR-ELISA 法是一種綜合了兩種檢測方式優(yōu)勢的新型檢測方法,具備PCR 以及ELISA 的檢測優(yōu)點(diǎn)。共價(jià)交聯(lián)在PCR 管壁上的寡核苷酸為固相引物,Taq酶擴(kuò)增模板目標(biāo)核酸,生成的產(chǎn)物為固相產(chǎn)物,其余部分為液相產(chǎn)物[6]。固相產(chǎn)物通過標(biāo)記探針雜交后,進(jìn)行堿性磷酸酯酶標(biāo)記的鏈親和素進(jìn)行ELISA檢測。該新型檢測方法的效率和準(zhǔn)確度較高,是一種綜合性與實(shí)用性較強(qiáng)的檢測方式。

        2.6.5 Southern 雜交

        定位基因組DNA 特定序列,利用放射性或熒光標(biāo)記對外源目的基因的同源序列進(jìn)行標(biāo)記,對外源及內(nèi)源基因中高度同源性的DNA 片斷進(jìn)行檢測。這種檢測方式也是一種常用的檢測方式,但是一般情況下檢測成本較高,需要非常嚴(yán)苛的檢測要求,對于樣品的純度要求極高,所以不適用于大批量的樣品檢測。小批量的樣品通過該方法進(jìn)行檢測,能夠得到較高的準(zhǔn)確度[7]。

        2.6.6 基因芯片

        利用大量的DNA 探針與待檢的轉(zhuǎn)基因樣品中提取到的DNA 擴(kuò)增標(biāo)記后和芯片產(chǎn)生雜交,利用芯片掃描儀檢測雜交信號并分析[8]。這種檢測方式的檢測效率較高而且成本較低,所以對于大量樣品的檢測較為適用,能夠快速提供檢測結(jié)果。

        2.7 快速檢測技術(shù)

        快速檢測技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品的安全檢測中發(fā)揮著重要的作用,特別是在監(jiān)督管理、質(zhì)量控制方面的作用更加突出??焖贆z測技術(shù)主要可以分為生物傳感器及試紙條兩種檢測方式。其中試紙條檢測方法是一種根據(jù)薄層層析膜基礎(chǔ)采用的新型檢測方法,該檢測方法成本較低,檢測快速,檢測方法便捷,具有較廣的適用性。該檢測方法能夠?qū)⒖乖贵w進(jìn)行特異性結(jié)合,可以對單一靶蛋白進(jìn)行靶向檢測,但是這種方法不適用于大規(guī)模的食品檢測。生物傳感器也是一種新型的快速檢測方式,可以根據(jù)分子識別元件的類型,分為免疫傳感器、微生物傳感器以及細(xì)胞傳感器等。該檢測方法的靈敏度較高,檢測成本低,而且檢測方法簡便,在對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行檢測時(shí),需要綜合分析檢測的需求以及轉(zhuǎn)基因食品的類型特點(diǎn),合理確定檢測對象和檢測范圍,采用最佳的檢測方法組合。

        3 結(jié)語

        轉(zhuǎn)基因食品是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題,隨著人們對食品安全的關(guān)注度越來越高,轉(zhuǎn)基因食品的安全性也成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。對轉(zhuǎn)基因食品安全性進(jìn)行評估,需要借助先進(jìn)的檢測技術(shù),目前對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行核酸水平檢測以及蛋白質(zhì)水平檢測等,對驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因食品安全性起到了重要的作用。當(dāng)前轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測的研究更加深入,對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測要求也在顯著提高,需要更準(zhǔn)確、快速、高效的檢測技術(shù)。目前近紅外波譜技術(shù)、毛細(xì)管電泳技術(shù)、超分支滾環(huán)擴(kuò)增技術(shù)等技術(shù)不斷涌現(xiàn),每種檢測技術(shù)的優(yōu)勢以及缺點(diǎn)各不相同,需要結(jié)合實(shí)際情況有針對性地采用科學(xué)合理的檢測技術(shù),進(jìn)而進(jìn)一步降低檢測成本,提高檢測的準(zhǔn)確度和效率。

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