生物芯片在食品檢測中的應用進展

徐慧妍

摘要：作為21世紀的新興微量分析與檢測技術，生物芯片逐漸在我國生物研究、食品與醫療等行業中得到了廣泛應用。生物芯片的興起，在很大程度上保證了人們生產生活的安全質量。本文探討了生物芯片的原理以及分類情況，從在食品領域的應用出發，闡述了生物芯片在食品行業中技術應用的實際效果。

關鍵詞：生物芯片；食品檢測；應用進展

引言

隨著經濟的不斷發展以及人們生活水平的不斷提高，對食品安全問題也越來越重視，許多食品中毒事件、食品召回事件等都對人們的身體健康構成了不同程度的威脅，而要想解除威脅，則需要科學技術的支持。在科學技術發展的過程中，各種新興的分子生物技術開始運用于食品檢測之中，而生物芯片作為新興生物技術的一種，也隨著應用實施的成熟逐漸壯大起來。

1生物芯片技術的原理

寡核苷酸被稱為生物芯片的DNA。在雜交技術和信號在檢測中產生基因突變時，寡核苷酸將包含系列上的每一個點，以此來檢測基因系統的突變。

1.1信息檢測

在雜交過程結束之后，計算機系統將清理的雜交分子用激光技術增強其雜交后的主要性能，并運用科學技術對其進行控制。

1.2數據分析

檢測之后，需要綜合分析所收集到的有關信息，分為數據標準化、模式鑒定、篩選三部分。將收集的信息資料按照標準進行篩選，保留重點的信息，最后將保留的數據整合鑒定，再以生物學的角度去分析，這就是數據分析的過程。

2生物芯片技術的分類

2.1基因芯片

在眾多的芯片研究中，基因芯片屬于最成功的一種類型，又可以稱之為DNA芯片。基因芯片主要是將固體基因表層集成的已知序列探針和核酸中的未知序列進行雜交，然后激光掃描，再利用計算機對探針的熒光信號及雜交探針的位置實施綜合性檢測，判斷出相應的結果。此基因芯片技術被廣泛應用，其成本較低，操作相對簡單，檢測的準確率也較高，已成為我國芯片技術中使用率高，原發最成功的類型。

2.2蛋白質芯片

蛋白質芯片是將大部分的抗原分子有機排列于薄片載體上，利用蛋白質分子與樣品中有關分子及標記分子的相互結合，然后使其通過儀器對檢測的結果進行分析。蛋白質芯片技術可以一次性檢測大批量的分子，且效果相對理想，能夠讓研究者對其工作原理有更加具體的了解。蛋白質芯片在高質量檢測中只需要少量的樣品就可以檢測出結果，這種特別的檢測手段對生物芯片技術的發展有很好的推動作用。

3芯片技術在食品安全檢測中的應用

3.1轉基因食品檢測

隨著科技的發展以及全球化趨勢的增強，轉基因食品不斷增加并推銷到世界各地，人們在享用的同時也在擔心其安全性的問題。之所以會這樣，是因為轉基因食品是否永遠安全，是否永遠不會威脅人類健康，沒人知道，國際上也沒有做出過相關報道，這時職能通過對轉基因的食品進行檢測，才能讓人們放心食用。一般情況下，常規的檢測方法主要是對單一的目標進行檢測，但是這種方法檢測的時間較長，而且效率不高，同時不能快速檢測食品中不同的轉基因成分。而使用基因芯片技術對食品進行分析，則能夠很快分析出該食品中是否存在轉基因，它利用探針不同的陣列及特定分析方法，不僅能夠清晰的辨別出食品中所含轉基因的種類，同時還可以對食物成品和新鮮動植物原料進行檢測。比如，研究人員利用基因芯片對大豆、玉米、棉花、油菜這幾種作物的樣品進行檢測，發現其作用不單單對這幾種作物的轉基因背景適用，同時對其他作物也適用。此外，如果利用基因芯片技術進行檢測，只需要通過一次試驗就可以對食品中的轉基因進行大量的篩選。綜上所述，應用生物芯片技術可以盡可能高的保證食品的安全性，讓人們吃上安全的食物，同時，還可以彌補傳統檢測方法的不足，具有不可替代的作用。

3.2食品微生物檢測

在食品中有許多微生物，人們的肉眼無法看到，因此，嚴重的影響著人們的身體健康。雖然傳統的生物檢測系統可以檢測食品中的微生物，但卻無法做到對微生物的完全檢測，因而對消費者的健康也同樣造成威脅。而將基因芯片應用到食品檢測中，能夠準確的檢測出其中的微生物，可以很好的保障食品的安全，進而保障消費者的身體健康。

3.3食品原料檢測

生物芯片技術對農作物種農藥的篩選也有很大作用，對各類農作物基因組進行檢測。這種技術通過存在差異的表達中找到新的基因組，檢測樣品中基因的表達水平。如果想檢測原材料中的疾病情況，需要對基因組學進行詳細分析以及相關資料的仔細研究。通過基因芯片可以確定植物各種作物的基因功能，比如，植物的激素、滅草劑以及光合作用等因素都會對作物的生長產生不同程度的影響，通過對這些因素的分析，可以制定科學有效的處理方式，促進作物朝著更有利于生長的方向發展。此前。植物病害中的微生物基因組隨著基因組序檢測工作的發展速度增快被解碼，根據表達序列而制成的植物檢疫芯片可以對植物的病害實施快速診斷，有效的控制對植物的發病率。

3.4乳品中過敏蛋白質的檢測

乳制品中的蛋白質營養豐富，有利于增強體質，對人們的健康具有很大幫助。但是，有一些人群對蛋白質過敏，這一現象一般發生在母乳喂養的6個月的嬰兒身上，他們此時大多對食物沒有抗力，容易引發過敏現象。在牛乳中，對嬰兒最強的過敏原是β-乳球蛋白，要想降低β-乳球蛋白的致敏性，則可以利用生物芯片技術。將全自動化的納米噴霧離子化微流體芯片技術，與高分辨率的四極時間飛行質譜技術相結合研究出新的方法，利用其在麥芽六糖和飲用過牛乳的母乳含β-乳球蛋白中非共價相互作用實驗，以及醋酸銨和超純水形成的緩沖液，分析出麥芽六糖和β-乳球蛋白復合體的形成條件及結構。這一發現對生物醫學具有很重要的影響，而且通過麥芽六糖與β-乳球蛋白形成的配體，能夠有效的降低β-乳球蛋白的致敏性，促進嬰兒更好地成長。

3.5獸藥殘留檢測

在日常生活中，人們的餐桌上總是少不了肉，然而，由于獸藥在畜牧業中的廣泛使用，給人們的身體造成了不可避免的危害。比如癌癥、免疫抑制等慢性病都有可能發生在人們的身上。過去，在獸藥殘留物的檢測中，只有微生物法和酶聯免疫法等常規儀器法，這些方法比較復雜，而且準確性差，檢測的時間長，導致作用并不明顯。目前，通過對蛋白質芯片的應用，可以將抗原抗體的特點，有效結合免疫原理幫助熒光標記免疫競爭法對樣品中獸藥殘留量進行檢測。將芯片掃描儀對利用化學方法固定的蛋白偶聯獸藥與獸藥抗體結合后未與芯片上的蛋白偶聯結合的獸藥結合物進行洗滌去除。再經過熒光標記二抗反映后再次洗滌的結果進行掃描，這時便可以得到想要的結果。在掃描的結果中，熒光程度越高，則說明獸藥的濃度越低。用這種方式檢測食品中的獸藥殘留，不僅準確度高，而且更加快捷靈活。

3.6食品與健康研究

生物芯片技術對食品中微生物、獸藥殘留以及轉基因食品的檢測都具有很大的幫助，保證了食品的安全，有利于促進人們身體健康。同時，它所研究的營養素和蛋白質與基因的具體關系，可以對抗病體和預防機理提供相關的數據理論。比如，營養與高血脂、高血糖和消化系統的分子水平的探索等。

結語

隨著人們生活水平的提高，對食品安全問題的重視程度也越來越高，而生物芯片技術在食品檢測中的應用，則極大的提高了食品的安全性，對有效的保證人們的身體健康具有促進作用。同時，這種技術快捷、靈活、檢測時間短且檢測水平在不斷提高，并且在食品領域中的應用范圍也越來越廣，使食品安全得到了更大的保障。

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