基因芯片技術在病原性食品微生物檢測中的應用

◎ 迪麗霍瑪爾·吾爾開希，劉麗英

（新疆維吾爾自治區產品質量監督檢驗研究院食品農副所，新疆 烏魯木齊 830011）

基因芯片技術是伴隨著人類基因修改計劃而興起的一種技術，而該種技術具有著信息量大、操作簡單、可行性強和效率高等優點。基于以上優點，基因芯片技術已經成為食品微生物檢測當中必不可少的一種常用手段，如何將該技術應用于病原性食品微生物檢測中已經成為了當今食品微生物檢測工作的重要問題之一，而基因芯片檢測手段作為一種高效精準的檢測方式，在對病原性食品微生物的檢測過程中也有一些問題需要注意，筆者就基因芯片技術在病原性食品微生物的檢測工作進行相關分析。

1 基因芯片技術概述

1.1 概念

基因芯片技術是20世紀90年代才開始出現的一種以生物學為基礎的檢測技術，通過顯微打印、固化技術將數以萬計的DNA片段與探針，表現在相應的物體表面上，生成二維DNA排列組合，然后將該排列組合與相應的樣品進行雜交，通過對雜交信號的篩選實現對微生物的檢測。該項技術應用到了相應的信息技術，所以被稱為基因芯片技術。隨著生物工程技術的不斷發展，該技術已經被應用到了食品安全檢測當中。

1.2 主要制備方法

基因芯片的主要制備方法有2種，①點樣法。根據樣品的特點從基因庫中提取相應的序列，進行PCR擴增或者是直接進行人工合成，然后通過特殊的方法將這種序列進行大規模生產，將其固定在相應的樣品板上。②原位合成法。通過人工合成，直接將基因序列直接固定到相應的樣品板上。兩種制備方法在使用過程中都具有高效、簡潔的特點。但在基因芯片的制備過程中，一般選擇前者，因為前者在有著更強的特異性。

2 在病原性食品微生物檢測中的應用

2.1 基本原理

基因芯片在病原性食品微生物檢測中的應用，首先要清楚基因芯片的基本原理，其最主要的核心成分就是將各種基因寡核苷酸在物體表面點樣，然后將微生物的DNA通過PCR技術進行擴增并標記，再與之前準備的寡核苷酸樣品進行雜交，最終通過儀器來檢測其中是否有病原微生物。基因芯片技術在應用過程中，由于其自身具有良好的操作性能常用于食品微生物的檢測中，由于該技術的操作十分方便，大大提高了我國食品微生物檢測工作的效率[1-2]。

2.2 樣品的采集制備和DNA分離純化

我國食品種類繁多，微生物分布也就更加的復雜，因此，利用基因芯片技術檢測食品中的微生物時一定要首先解決采集樣品以及DNA分離純化問題。而近幾年來的分離純化技術主要包括2種，①利用金屬氫氧化物，采用傳統的分離手段。②順磁珠分離純化。但在我國一般通常按第二種技術來對DNA進行分離純化，第二種技術有著簡潔、方便、易操作等特點。尤其是應用在食品微生物檢測過程中，它能夠一次性地將DNA分離純化出來，十分高效[3]。

2.3 病原性食品微生物檢測步驟

①利用PCR技術擴增目的基因。②對基因芯片探針進行結構設計。③設計芯片。④待測食品致病菌樣品處理。⑤樣品雜交。⑥結果與分析。嚴格把控每個步驟的嚴謹性，才能夠保證最終檢測結果的準確率，同時也能夠保證基因芯片技術合理、科學化的應用到食品微生物檢測當中，提高食品微生物檢測效率。

2.4 應用

基因芯片技術應用到食品微生物檢測過程中可一次性檢測出所有潛在的致病微生物，也可以利用同一基因芯片對某一個病原性微生物的整體結構、整體功能、整體指標進行仔細的檢測與分析，該技術在應用過程中具有非常高的靈敏度與特異性。基因芯片技術可應用到食品微生物各類檢測工作中，準確地分析出食品腐敗的原因，同時也能夠準確找到腐敗食品中其他方法無法檢測出來的微生物，可以及時地反映出食品當前的狀態情況，同時也可以通過對微生物的檢測與分析，掌握食品腐敗的真正原因[4]。

3 存在的問題與展望

3.1 存在的問題

相對于目前的基因檢測技術發展而言，基因芯片技術屬于一種新興技術，具有快速、準確、靈敏等優點，同時在外界條件一致的情況下，可以進行大批量的檢測，保證檢測結果的準確度，能夠有效提高食品微生物檢測工作效率。但該項技術在目前發展過程中仍然存在很多問題。①該項技術在使用過程中需要昂貴的設備儀器作為支撐，也就導致該項技術在我國很難廣泛地推廣使用。②該項技術在開展過程中操作復雜，需要專業性特別強的人才，限制了該技術的適用范圍。③在樣品選取的過程中可能會造成樣品污染，影響到最終檢測的準確度。④樣品標記與制備具有非常強的復雜性與隨機性，容易導致每一個工作人員都會產生不同的結果。以上提到的這些問題都大大影響了基因芯片技術在食品微生物檢測中的應用效果。要解決上述問題，相應的部門機構應該簡化操作方法與手段，多進行人才培養，提供更全面的技術保障，研制開發出新型檢測設備，降低操作難度，減少失誤率。制定合理的質量控制標準，保證進術能夠廣泛地應用在食品微生物檢查當中。

3.2 未來的展望

縱觀當前國內外基因技術的發展現狀，筆者發現，該項技術在國外也是剛進入平臺操作階段，在國內更是處于剛起步狀態，相信隨著科技的不斷發展，研究團隊對該項技術不斷深入研究，可以更好地保證技術本身的實用性，大大提高該技術的使用效率，使該項技術能夠全面推廣到我國的食品微生物檢測工作中[5-6]。

4 結語

本文詳細分析了基因芯片技術在病原性食品生物檢測當中的應用問題，希望可以為我國的食品微生物檢測工作的開展提供更多的幫助，快速推進基因芯片技術在食品微生物檢測當中的應用。