食品致病菌檢測(cè)中基因芯片技術(shù)的應(yīng)用

□ 王 穎 肖 萌 程曉云 李建梅 普榮香 云南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院

在食品致病菌檢驗(yàn)的過程中，通過分析食品行業(yè)運(yùn)行狀況，人們發(fā)現(xiàn)要保證食品安全，提高檢測(cè)方法的安全性，應(yīng)該建立食品微生物快速檢測(cè)方法。在這種背景下，全新的檢測(cè)技術(shù)逐步出現(xiàn)，例如PCR、DNA雜交、基因芯片以及基因探針等技術(shù)。其中，基因芯片作為一種全新的微生物檢測(cè)技術(shù)形式，通過相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)方法的集成性、微型化特點(diǎn)，基因芯片應(yīng)用于微生物檢測(cè)有較高的價(jià)值性。

1 基因芯片檢測(cè)的基本原理及優(yōu)勢(shì)

1.1 基因芯片檢測(cè)的基本原理

基因芯片檢測(cè)的主要原理是通過不同基因寡核苷酸點(diǎn)樣在芯片的表面，微生物樣品的DNA經(jīng)PCR擴(kuò)增后制備熒光標(biāo)記探針，與芯片上的寡核苷酸點(diǎn)雜交，通過檢測(cè)雜交信號(hào)的強(qiáng)度、分析信號(hào)分布狀態(tài)，進(jìn)行目標(biāo)微生物檢測(cè)。在這種檢測(cè)技術(shù)使用的過程中，可以通過對(duì)育種環(huán)境以及媒介微生物的集合，進(jìn)行微生物群體基因的表達(dá)。這種檢測(cè)技術(shù)與傳統(tǒng)微生物檢測(cè)方法相比，快速簡(jiǎn)便，有高效敏感性高的特點(diǎn)，而且在一些自動(dòng)化的檢測(cè)環(huán)境下，可以有效避免由于操作人員操作錯(cuò)誤出現(xiàn)的誤差，充分滿足了食品致病菌檢測(cè)技術(shù)的基本需求[1]。

1.2 基因芯片檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)

基因芯片檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，第一，基因芯片可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種致病菌同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，通過一次實(shí)驗(yàn)可以得到全部的檢測(cè)結(jié)果；第二，在操作技術(shù)運(yùn)用的過程中，可以在較短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出結(jié)果，快速高效，提升該檢測(cè)方法的應(yīng)用價(jià)值；第三，特異性相對(duì)較強(qiáng)，檢測(cè)方法相對(duì)敏感，而且，在基因檢測(cè)方法確定的過程中，可以逐漸增強(qiáng)基因檢測(cè)的價(jià)值，并展現(xiàn)出基因檢測(cè)的安全性，滿足食品安全監(jiān)測(cè)的最終價(jià)值，提升食品檢測(cè)工作的整體質(zhì)量。所以，通過基因芯片檢測(cè)方法的使用，可以充分滿足食品致病菌檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)性，展現(xiàn)檢測(cè)工作的整體價(jià)值，為檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展提供保障[2]。

2 基因芯片檢測(cè)技術(shù)存在的問題

通過對(duì)基因芯片技術(shù)的研究分析，可以發(fā)現(xiàn)其檢測(cè)形式具有快速靈敏的特點(diǎn)，而且，可以平衡檢測(cè)大量的樣本。但是，在現(xiàn)階段食品致病菌檢測(cè)的過程中，存在著一定限制性因素，具體問題如下：第一，在現(xiàn)階段基因芯片檢測(cè)中，通常采用熒光標(biāo)記技術(shù)，這種設(shè)計(jì)方案，不僅需要昂貴的芯片制作系統(tǒng)，也需要昂貴的激光共聚焦掃描儀，導(dǎo)致成本支出相對(duì)較高，為這種檢測(cè)技術(shù)的使用帶來影響；第二，基因芯片操作技術(shù)相對(duì)復(fù)雜、費(fèi)時(shí)，而且，對(duì)于操作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高，這些特點(diǎn)也制約芯片技術(shù)的使用；第三，由于樣品目標(biāo)微生物的放大反應(yīng)，容易出現(xiàn)樣品污染，從而影響檢測(cè)質(zhì)量，一些研究人員在檢測(cè)的過程中，會(huì)結(jié)合半導(dǎo)體技術(shù)以及納米技術(shù)來提高檢測(cè)方案的靈敏度；第四，生物芯片微細(xì)制備技術(shù)限制技術(shù)的創(chuàng)新，導(dǎo)致技術(shù)不完善[3]。

3 基因芯片檢測(cè)技術(shù)及程序分析

3.1 基因芯片檢測(cè)技術(shù)

在現(xiàn)階段進(jìn)行芯片檢測(cè)中，主要是將核酸探針固定在物體表面，通過顯微打印技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)與標(biāo)記樣品的雜交處理，并通過檢測(cè)雜交信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的有效確定。在使用這種檢測(cè)方法的過程中，對(duì)于一些極低量的信號(hào)也可以得到檢測(cè)通常狀況下，基因芯片技術(shù)檢測(cè)，可以提高檢測(cè)質(zhì)量，整個(gè)檢測(cè)過程中應(yīng)該進(jìn)行樣品準(zhǔn)備、芯片制作、樣品與探針雜交、信號(hào)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)基因芯片的有效運(yùn)用[4]。而且，在基因芯片檢測(cè)的過程中，具體優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，在食品致病菌檢測(cè)的過程中，通過基因芯片檢測(cè)，可以進(jìn)行大批量項(xiàng)目的檢測(cè)，通過一次實(shí)驗(yàn)便可檢測(cè)出全部的結(jié)果。第二，在使用基因芯片檢測(cè)技術(shù)的過程中，可以縮短食品致病菌的檢測(cè)時(shí)間，并提升檢測(cè)的整體效果，在食品致病菌檢測(cè)中，最短檢測(cè)時(shí)間可以縮短到4小時(shí)，保證檢測(cè)方案的有效性。第三，檢測(cè)方法的高度特異性。基因檢測(cè)技術(shù)，具有較高的靈敏度。一種基因芯片可以識(shí)別18種治病病毒、原核生物和真核生物，逐漸縮短基因芯片檢測(cè)的時(shí)間，并提高食品致病菌檢測(cè)的效率[5]。

3.2 食品致病菌中基因芯片檢測(cè)程序分析

3.2.1 PCR擴(kuò)增物及基因芯片探針技術(shù)

在食品致病菌檢測(cè)中，16sRNA在不同的細(xì)菌中的結(jié)構(gòu)、功能保守性相對(duì)較強(qiáng)[6]。在16sRNA基因整合中，應(yīng)該對(duì)恒定區(qū)進(jìn)行序列的整合，充分保障恒定去及可變區(qū)交錯(cuò)排列，保障引物致病菌基因片段的擴(kuò)增價(jià)值，并展現(xiàn)檢測(cè)探針制作的科學(xué)性。

3.2.2 芯片制備

在芯片表面介質(zhì)分析中，需要對(duì)氨基化、硅烷化以及二硫鍵袖子進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)基因芯片檢測(cè)的價(jià)值。同時(shí)，通過基因芯片點(diǎn)的利用，將引物以及探針DNA分子進(jìn)行點(diǎn)樣儀修飾，并制作成芯片。其基本方法體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，芯片合成，例如，在化學(xué)噴射法運(yùn)用的過程中，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到化學(xué)噴射法以及接觸點(diǎn)法的特點(diǎn)，結(jié)合技術(shù)優(yōu)勢(shì)提高芯片制備的有效性。第二，原位合成芯片。在利用高壓電噴射合成法的過程中，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)光引導(dǎo)原位合成技術(shù)，展現(xiàn)載體構(gòu)建的整體價(jià)值。

3.2.3 食品致病菌樣品處理

在待測(cè)致病菌樣品培養(yǎng)中，需要在培養(yǎng)結(jié)束后進(jìn)行裂解，并提出致病菌中的模板DNA，然后采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR擴(kuò)增，通過擴(kuò)增出產(chǎn)物的Fenix，進(jìn)行熒光標(biāo)記，熒光標(biāo)記產(chǎn)物可以直接運(yùn)用在雜交實(shí)驗(yàn)之中。

3.2.4 雜交技術(shù)

在擴(kuò)增標(biāo)記技術(shù)使用中，應(yīng)該進(jìn)行待測(cè)致病菌DNA標(biāo)品的基因處理，通過芯片特異性DNA雜交技術(shù)的運(yùn)用，進(jìn)行雜交處理。在檢測(cè)分析致病菌時(shí)，通過雜交技術(shù)可以保障檢測(cè)結(jié)果的有效性。

3.2.5 檢測(cè)結(jié)果的分析

使用芯片掃描儀可以保證檢測(cè)方案的有效性，提高食品致病菌檢測(cè)結(jié)果的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的合理性。

4 結(jié)語

在現(xiàn)階段食品致病菌檢測(cè)方案分析中，為了充分保障檢測(cè)結(jié)果的有效性，應(yīng)該針對(duì)食品食品致病菌檢測(cè)中存在的問題，進(jìn)行檢測(cè)方案的完善，以提高食品致病菌檢測(cè)的整體效率，滿足現(xiàn)代食品行業(yè)運(yùn)行及發(fā)展的綜合需求。通常狀況下，在食品致病菌檢測(cè)研究中，采用PCR、基因芯片檢測(cè)技術(shù)以及基因探針檢測(cè)技術(shù)等，可以逐漸提高檢測(cè)工作的整體效率，并縮短檢測(cè)時(shí)間，為現(xiàn)代食品致病菌檢測(cè)方案的優(yōu)化提供支持。

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