生物芯片技術及其在食品檢測中的應用

◎付 華

（濟南市食品藥品檢驗檢測中心食品檢驗所，山東 濟南 250002）

生物芯片技術及其在食品檢測中的應用

◎付 華

（濟南市食品藥品檢驗檢測中心食品檢驗所，山東 濟南 250002）

生物芯片技術是全新的微量分析的技術，主要內容包括構建方陣、制備樣品、化學反應及結果檢測4方面的核心技術。生物芯片技術在現代營養學、食品毒理學、食品微生物領域和轉基因食品檢測中得到大量的應用。生物芯片技術在當前食品檢測中的應用，能顯著提升食品檢測效率，使檢測質量得到有效保障。本文主要對生物芯片技術進行簡要分析，對生物芯片技術在食品檢測中的相關應用策略進行了探討。

生物芯片技術；食品檢測；實際應用；轉基因食品

1 生物芯片技術概述

生物芯片技術利用光導原位合成及微量點樣的方式，把大量生物大分子，如多肽分子、核酸片段、細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，二者結合成為排列密集的二維分子，和已標記的待檢測樣品的靶分子進行雜交，采用電荷偶聯攝像機、激光共聚焦掃描設備等特定儀器對雜交信號強度進行高效、并行、快速檢測分析，確定樣品中靶分子的實際數量并和標準樣品進行對比，達到分析比較的目的［1］。由于該檢測技術需要由硅片、玻璃片等作為支持物，在制備過程中需要由模擬計算機的制備技術，因此稱為生物芯片技術。

2 生物芯片技術在食品檢測中的應用

2.1 生物芯片技術在轉基因食品檢測中的應用

1983年，第一例轉基因作物誕生。1994年，轉基因食品在美國批準上市后，轉基因作為新興生物技術手段，加工生產的食品越來越多。轉基因食品主要包括動物性轉基因食品、植物性轉基因食品、微生物轉基因食品3大類。轉基因技術的應用可增加農作物產量、降低生產成本、提高農作物抗病蟲害能力，為人們帶來巨大經濟利益［2］。轉基因食品類別越來越多，生產的規模和數量越來越龐大，由此產生了一系列轉基因食品安全問題。近幾年來，人們對于轉基因食品安全問題越來越關注，轉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的重要核心技術。生物芯片檢測技術將探針分子固定至硅片等支持物上并與標記樣品分子進行雜交，通過對各個探針分子雜交信號強度的檢測和對檢測結果的分析和比較，獲得樣品分子的數量和序列，判斷該檢測樣品是否含有轉基因成分、是否在安全限度規格內。利用生物芯片技術檢測轉基因食品具有簡單快速、自動化程度高、假陽性低、特異性強等特點，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 生物芯片技術在食品微生物檢測中的應用

病原性微生物檢測屬于食品檢測中的重要項目，科學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，同時可避免巨大的經濟損失和社會危害。食品在生產、加工、運輸和銷售及消費各個環節中易遭受各類病菌的污染，因此要進行檢測予以防范。利用生物芯片技術對食品微生物進行檢測，將常見致病微生物的特異基因按照序列制備成基因芯片，利用堿基互補配對原理對待檢測樣品進行雜交，通過數據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 生物芯片技術在食品營養成分分析檢測中的應用

食物中的營養成分和細胞作用后，細胞外部形態和內部代謝過程會發生變化，直接表現為基因表達的變化。利用生物芯片檢測技術，分析檢測營養物質對細胞基因表達的影響，可了解營養成分的作用機制［3］。在檢測過程中，對比營養成分作用前后的變化，評價毒性和活性，從而確認物質的作用靶點。利用生物芯片檢測技術，可開展營養和腫瘤相關基因表達的研究，分析營養和免疫系統疾病、心血管系統疾病的關系，避免食品營養成分對人體造成不良影響。

2.4 生物芯片技術在食品原料檢測中的應用

利用生物芯片技術可進行農藥篩選，檢測各類農作物的相關基因組。采用生物芯片技術，利用比較差異的表達來尋找新的基因，檢測樣品中的基因的表達水平。通過對后基因組學的分析和相關研究實現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勢，有利于詳細確定作物各個基因的具體功能，有利于對除草劑、植物激素、光量、光質、肥力和干旱等因素對作物的影響進行分析，通過采用合理的處理措施促進作物朝向期望方向發展。利用生物芯片技術，不僅可減少新品種的培育時間，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展，將有更多植物病害的微生物基因組被解碼，利用表達序列標簽制備成植物檢疫芯片，實現快速診斷植物病害，有利于在植物發病前實施針對性的預防。

3 結語

生物芯片技術是一項新興的微生物的技術，在食品檢測中的應用具有十分重要的意義。通過利用生物芯片技術檢測食品中的相關不安全因素，可達到確保食品安全的目的。隨著生物芯片技術的進一步發展，生物芯片技術在食品檢測中的應用將會越來越廣泛，生物芯片技術的不斷更新，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。

［1］謝修志.生物技術在食品檢測方面的應用［J］.生物技術通報，2010（1）：68-72，77.

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

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

［4］潘云娣，楊文鴿.現代生物技術在食品檢測中的應用［J］.生物技術通報，2004（6）：26-29.

The application of Biological chip technology in food inspection

Fu Hua
（Jinan Testing Center of Food and Drug Control， Testing Institute of Food， Jinan 250002， China）

The new micro analysis technology of biological chip technology includes the construction of square matrix， preparation of samples， chemical reaction and the results of detection of four core technologies. Bio chip technology has been widely used in the feld of nutrition， food toxicology， food microbiology and genetically modified food. The application of bio chip technology in food detection can improve the detection efficiency significantly and the quality of the detection can be guaranteed effectively. In this paper， a simple analysis of biological chip technology and the biological chip technology in food testing for the practical application.

Biological chip technology； Food inspection； Practical application； Genetically modifed food

TS207

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.16.007