生物芯片技術(shù)及其在食品檢測中的應(yīng)用

◎付 華

（濟(jì)南市食品藥品檢驗檢測中心食品檢驗所，山東 濟(jì)南 250002）

生物芯片技術(shù)及其在食品檢測中的應(yīng)用

◎付 華

（濟(jì)南市食品藥品檢驗檢測中心食品檢驗所，山東 濟(jì)南 250002）

生物芯片技術(shù)是全新的微量分析的技術(shù)，主要內(nèi)容包括構(gòu)建方陣、制備樣品、化學(xué)反應(yīng)及結(jié)果檢測4方面的核心技術(shù)。生物芯片技術(shù)在現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)、食品毒理學(xué)、食品微生物領(lǐng)域和轉(zhuǎn)基因食品檢測中得到大量的應(yīng)用。生物芯片技術(shù)在當(dāng)前食品檢測中的應(yīng)用，能顯著提升食品檢測效率，使檢測質(zhì)量得到有效保障。本文主要對生物芯片技術(shù)進(jìn)行簡要分析，對生物芯片技術(shù)在食品檢測中的相關(guān)應(yīng)用策略進(jìn)行了探討。

生物芯片技術(shù)；食品檢測；實際應(yīng)用；轉(zhuǎn)基因食品

1 生物芯片技術(shù)概述

生物芯片技術(shù)利用光導(dǎo)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(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)備等特定儀器對雜交信號強(qiáng)度進(jìn)行高效、并行、快速檢測分析，確定樣品中靶分子的實際數(shù)量并和標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行對比，達(dá)到分析比較的目的［1］。由于該檢測技術(shù)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(jī)的制備技術(shù)，因此稱為生物芯片技術(shù)。

2 生物芯片技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

2.1 生物芯片技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品檢測中的應(yīng)用

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

病原性微生物檢測屬于食品檢測中的重要項目，科學(xué)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(jīng)濟(jì)損失和社會危害。食品在生產(chǎn)、加工、運輸和銷售及消費各個環(huán)節(jié)中易遭受各類病菌的污染，因此要進(jìn)行檢測予以防范。利用生物芯片技術(shù)對食品微生物進(jìn)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(bǔ)配對原理對待檢測樣品進(jìn)行雜交，通過數(shù)據(jù)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(shù)在食品營養(yǎng)成分分析檢測中的應(yīng)用

食物中的營養(yǎng)成分和細(xì)胞作用后，細(xì)胞外部形態(tài)和內(nèi)部代謝過程會發(fā)生變化，直接表現(xiàn)為基因表達(dá)的變化。利用生物芯片檢測技術(shù)，分析檢測營養(yǎng)物質(zhì)對細(xì)胞基因表達(dá)的影響，可了解營養(yǎng)成分的作用機(jī)制［3］。在檢測過程中，對比營養(yǎng)成分作用前后的變化，評價毒性和活性，從而確認(rèn)物質(zhì)的作用靶點。利用生物芯片檢測技術(shù)，可開展?fàn)I養(yǎng)和腫瘤相關(guān)基因表達(dá)的研究，分析營養(yǎng)和免疫系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病的關(guān)系，避免食品營養(yǎng)成分對人體造成不良影響。

2.4 生物芯片技術(shù)在食品原料檢測中的應(yīng)用

利用生物芯片技術(shù)可進(jìn)行農(nóng)藥篩選，檢測各類農(nóng)作物的相關(guān)基因組。采用生物芯片技術(shù)，利用比較差異的表達(dá)來尋找新的基因，檢測樣品中的基因的表達(dá)水平。通過對后基因組學(xué)的分析和相關(guān)研究實現(xiàn)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(yōu)勢，有利于詳細(xì)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(zhì)、肥力和干旱等因素對作物的影響進(jìn)行分析，通過采用合理的處理措施促進(jìn)作物朝向期望方向發(fā)展。利用生物芯片技術(shù)，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(fā)展，將有更多植物病害的微生物基因組被解碼，利用表達(dá)序列標(biāo)簽制備成植物檢疫芯片，實現(xiàn)快速診斷植物病害，有利于在植物發(fā)病前實施針對性的預(yù)防。

3 結(jié)語

生物芯片技術(shù)是一項新興的微生物的技術(shù)，在食品檢測中的應(yīng)用具有十分重要的意義。通過利用生物芯片技術(shù)檢測食品中的相關(guān)不安全因素，可達(dá)到確保食品安全的目的。隨著生物芯片技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，生物芯片技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用將會越來越廣泛，生物芯片技術(shù)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(shù)在食品檢測方面的應(yīng)用［J］.生物技術(shù)通報，2010（1）：68-72，77.

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

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

［4］潘云娣，楊文鴿.現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用［J］.生物技術(shù)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