生物芯片技術(shù)及其在食品檢測中的應(yīng)用

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)備等特定儀器對雜交信號強(qiáng)度進(jìn)行高效、并行、快速檢測分析，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)行對比，達(dá)到分析比較的目的[1]。由于該檢測技術(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)在食品檢測中的應(yīng)用

2.1 生物芯片技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品檢測中的應(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)的食品越來越多。轉(zhuǎn)基因食品主要包括動物性轉(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，為人們帶來巨大經(jīng)濟(jì)利益[2]。轉(zhuǎn)基因食品類別越來越多，生產(chǎn)的規(guī)模和數(shù)量越來越龐大，由此產(chǎn)生了一系列轉(zhuǎn)基因食品安全問題。近幾年來，人們對于轉(zhuǎn)基因食品安全問題越來越關(guān)注，轉(zhuǎn)基因食品的檢測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，通過對各個(gè)探針分子雜交信號強(qiáng)度的檢測和對檢測結(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)檢測轉(zhuǎn)基因食品具有簡單快速、自動化程度高、假陽性低、特異性強(qiáng)等特點(diǎn)，可檢測鮮活動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)在食品微生物檢測中的應(yīng)用

病原性微生物檢測屬于食品檢測中的重要項(xiàng)目，科學(xué)合理的檢測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)行檢測予以防范。利用生物芯片技術(shù)對食品微生物進(jìn)行檢測，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)配對原理對待檢測樣品進(jìn)行雜交，通過數(shù)據(jù)分析比較判斷待檢測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)在食品營養(yǎng)成分分析檢測中的應(yīng)用

食物中的營養(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。利用生物芯片檢測技術(shù)，分析檢測營養(yǎng)物質(zhì)對細(xì)胞基因表達(dá)的影響，可了解營養(yǎng)成分的作用機(jī)制[3]。在檢測過程中，對比營養(yǎng)成分作用前后的變化，評價(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，避免食品營養(yǎng)成分對人體造成不良影響。

2.4 生物芯片技術(shù)在食品原料檢測中的應(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)來尋找新的基因，檢測樣品中的基因的表達(dá)水平。通過對后基因組學(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[4]。充分利用基因芯片自身優(yōu)勢，有利于詳細(xì)確定作物各個(gè)基因的具體功能，有利于對除草劑、植物激素、光量、光質(zhì)、肥力和干旱等因素對作物的影響進(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)施針對性的預(yù)防。

3 結(jié)語

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)在食品檢測中的應(yīng)用將會越來越廣泛，生物芯片技術(shù)的不斷更新，可滿足不斷增長的食品安全檢測的需要，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)在食品檢測中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)通報(bào)，2004（6）：26-29.