基因芯片技術(shù)及其在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

◎ 佘靈順

（汕尾市食品藥品檢驗(yàn)所，廣東 汕尾 516600）

科學(xué)家們對(duì)于生命研究的領(lǐng)域變得越來(lái)越廣泛，基因芯片技術(shù)迅速發(fā)展為一項(xiàng)成熟的高新技術(shù)。基因芯片技術(shù)主要是研究基因功能和基因表達(dá)方面檢測(cè)的技術(shù)，它利用了生物、化學(xué)、半導(dǎo)體微電子、激光等高新科技進(jìn)行研究，關(guān)聯(lián)著生物和信息技術(shù)兩大方面，將兩種學(xué)科進(jìn)行了綜合性研究，是現(xiàn)在世界研究領(lǐng)域中比較綜合和交叉性較強(qiáng)的研究重點(diǎn)。1996年，世界上第一塊商業(yè)化的DNA芯片的誕生，隨后基因芯片技術(shù)開(kāi)始被廣泛應(yīng)用，基因芯片技術(shù)的研究到達(dá)了一個(gè)新的階段。

1 基因芯片技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 檢測(cè)技術(shù)層面的顯著提升

傳統(tǒng)的檢測(cè)方法速度較慢，并且要進(jìn)行大量的人工操作，在數(shù)據(jù)分析上的精準(zhǔn)度也不是很高，分析速度也比較緩慢。而基因芯片技術(shù)可以利用多種參數(shù)進(jìn)行分析，不需要人工操作，可自行進(jìn)行全自動(dòng)分析；基因芯片技術(shù)在檢測(cè)時(shí)準(zhǔn)確度較高，靈敏度也比較高，分析速度最快。將這種方法應(yīng)用在檢測(cè)食品及其相關(guān)情況中，對(duì)于檢測(cè)食品中的營(yíng)養(yǎng)以及其他的物質(zhì)，還有食品中的安全問(wèn)題，食品的質(zhì)量保障，對(duì)于檢測(cè)食品中的有害物質(zhì)，保障食品食用者的健康都會(huì)產(chǎn)生巨大的作用[1]。

1.2 對(duì)食品本身的好處

基因工程技術(shù)不僅僅局限于檢測(cè)食品的安全性和食品中的物質(zhì)含量以及其他各種成分，還可以將食品中的原料成分進(jìn)行重組，改變口感以及食物的性能，對(duì)食物中的碳水化合物、脂肪、糖分等各種成分進(jìn)行重組，使得食物口感變得更加好并且更有營(yíng)養(yǎng)。在一些保鮮較為困難的食品上，利用基因工程技術(shù)可以延長(zhǎng)這些食品的保質(zhì)期，使這些食品并不易腐敗；可以縮短一些作物的生長(zhǎng)期，使一年內(nèi)可以產(chǎn)出更多的作物；對(duì)于一些比較稀少的食品來(lái)說(shuō)，基因改造技術(shù)可以進(jìn)行復(fù)制，使得這些食物的生長(zhǎng)數(shù)量可以大大地提升[2]。基因芯片技術(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(cè)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(duì)雜交信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行高效、并行、快速檢測(cè)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(duì)比，達(dá)到分析比較的目的。這更能夠方便科研人員了解食品的性質(zhì)，進(jìn)而可以對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性改造，這對(duì)于食品性能的發(fā)揮極為重要[3]。

1.3 對(duì)環(huán)境的好處

基因工程技術(shù)提高了農(nóng)作物的成活率，大大減少了作物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要使用的化肥數(shù)量和農(nóng)藥的數(shù)量，減少了由于農(nóng)藥或者一些其他的作物催熟物質(zhì)對(duì)于環(huán)境或者是食品本身的危害，避免了環(huán)境的污染和破壞。

2 基因芯片技術(shù)的影響

基因芯片技術(shù)在逐漸成熟的應(yīng)用中也影響著人們的生活，并提高人們的生活質(zhì)量。其應(yīng)用也非常廣泛，例如檢測(cè)食品中的安全問(wèn)題，檢測(cè)人體中的潛在危害等。它的優(yōu)點(diǎn)是快速、高效、準(zhǔn)確、安全，因此在今后各種方面的檢測(cè)中基因芯片技術(shù)必將成為主流技術(shù)，保護(hù)人們的健康，提高食品的質(zhì)量水平，促進(jìn)國(guó)家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提高經(jīng)濟(jì)水平。

2.1 基因芯片技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)的影響

當(dāng)今社會(huì)，轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物大量出現(xiàn)，人們對(duì)這些轉(zhuǎn)基因食品看法也不同，認(rèn)為其有利，也有認(rèn)為其有弊的。只有科技才能揭開(kāi)這些爭(zhēng)端的真面目，所以這時(shí)候基因芯片技術(shù)就發(fā)揮了重要的作用，不僅方便，而且可靠、安全，具有信服度。轉(zhuǎn)基因食品現(xiàn)在已經(jīng)創(chuàng)造出了許多以前不存在的食品，并且提高了普通食物的美觀度和味道，增加了許多營(yíng)養(yǎng)，解決了許多的食物問(wèn)題的同時(shí)，也讓人們一飽口福，創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)方式，緩解了食品壓力，也讓人們感受到了新食品的進(jìn)步，提高了食品價(jià)值[4]。同時(shí)，利用基因工程技術(shù)，可以人為地改變食品中的基因，從而創(chuàng)造出新的食品，如黑色的玉米等，不僅能提高食物的抗病蟲(chóng)能力，還能延長(zhǎng)了食品的壽命。目前，轉(zhuǎn)基因食品有轉(zhuǎn)基因番茄、轉(zhuǎn)基因大米、轉(zhuǎn)基因玉米，其食品性能都超過(guò)了原本的食物本性，深受人們的喜愛(ài)，也由于它們好看的外觀和吸引人的味道，在市場(chǎng)上占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。

轉(zhuǎn)基因食品在取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，其安全問(wèn)題也深得人們的考慮。在當(dāng)今社會(huì)上，由于新聞?dòng)绊懟蛘呤瞧渌麄髅绞侄蔚膫鞑ィD(zhuǎn)基因食品的安全問(wèn)題逐漸被人們所思考，人們?cè)谙硎苻D(zhuǎn)基因食品帶來(lái)的好處的同時(shí)，也在思考其對(duì)人身體的影響，越來(lái)越多的人開(kāi)始抵制轉(zhuǎn)基因食品，并且以相當(dāng)快的速度傳開(kāi)，一時(shí)間，轉(zhuǎn)基因食品的安全問(wèn)題成為人們熱議的話題。同時(shí)，許多的科技機(jī)構(gòu)在媒體發(fā)表自己關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品研究成果，聲音有利的也有弊的。基因芯片技術(shù)在食品中的應(yīng)用成為新的研究領(lǐng)域,利用基因芯片技術(shù)研究食品的營(yíng)養(yǎng)成分，營(yíng)養(yǎng)素與蛋白和基因表達(dá)的關(guān)系，將為揭示肥胖的發(fā)生機(jī)理和預(yù)防打下基礎(chǔ)。在營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)，有140個(gè)基因表達(dá)增加；而在營(yíng)養(yǎng)豐富時(shí)，有36個(gè)基因表達(dá)較多。相關(guān)學(xué)者應(yīng)用DNA芯片技術(shù)檢測(cè)1，25-二羥維生素D3處理過(guò)的乳腺癌細(xì)胞的FGF-7的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論在mRNA水平還是蛋白水平都有明顯的增加，從而首次揭示了維生素D可能通過(guò)調(diào)節(jié)FGF-7的表達(dá)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)分化[5]。

2.2 基因芯片對(duì)食品中微生物的影響

作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)的食品進(jìn)出口在世界上占有很重要的地位，但我國(guó)每年的糧食浪費(fèi)在糧食生產(chǎn)中也占有很大的比重。其重要的原因就是糧作物受害蟲(chóng)和病毒的影響大量減產(chǎn)。病原性微生物檢測(cè)屬于食品檢測(cè)中的重要項(xiàng)目，科學(xué)合理的檢測(cè)致病微生物可避免被污染的食品被人誤食、威脅人類(lèi)健康，同時(shí)可避免巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)危害。食品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和銷(xiāo)售及消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中易遭受各類(lèi)病菌的污染，因此要進(jìn)行檢測(cè)予以防范。利用生物芯片技術(shù)對(duì)食品微生物進(jìn)行檢測(cè)，將常見(jiàn)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(duì)原理對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行雜交，通過(guò)數(shù)據(jù)分析比較判斷待檢測(cè)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[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

基因芯片技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，并且有很多的優(yōu)點(diǎn)以及使用的便利點(diǎn)，但是凡事都有兩面性，一定要看清基因芯片技術(shù)的缺陷，在使用的過(guò)程中多加小心。在研究經(jīng)費(fèi)的使用上還比較龐大，所以還需要國(guó)家政策進(jìn)行扶持和研究者的不懈努力進(jìn)行改善。基因芯片技術(shù)是潛力非常大的一門(mén)技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于食品安全監(jiān)測(cè)、食品種植、食品的售賣(mài)方面，希望能使用這種有希望的技術(shù)實(shí)現(xiàn)食品技術(shù)方面的提升。

[1]胡 娜，許 楊.基因芯片技術(shù)及其在食品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2005，39（2）：140-142.

[2]張高祥，陳一資，黃小波.基因芯片技術(shù)及其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)國(guó)境衛(wèi)生檢疫雜志，2007，30（2）：125-127.

[3]杜巍.基因芯片技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)通訊，2006，17（2）：296-298.

[4]張高祥，陳一資，黃小波.基因芯片技術(shù)及其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)國(guó)境衛(wèi)生檢疫雜志，2007，30（2）：125-127.

[5]王運(yùn)照，胡文忠，李婷婷，等.基因芯片在微生物檢測(cè)中的應(yīng)用研究及發(fā)展?fàn)顩r[C]//中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)年會(huì).2014.

[6]孫巖琳.分子生物學(xué)方法在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2016（10）：118.