基因芯片技術(shù)在病原性食品微生物檢測中的應(yīng)用

◎ 迪麗霍瑪爾·吾爾開希，劉麗英

（新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院食品農(nóng)副所，新疆 烏魯木齊 830011）

基因芯片技術(shù)是伴隨著人類基因修改計(jì)劃而興起的一種技術(shù)，而該種技術(shù)具有著信息量大、操作簡單、可行性強(qiáng)和效率高等優(yōu)點(diǎn)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，基因芯片技術(shù)已經(jīng)成為食品微生物檢測當(dāng)中必不可少的一種常用手段，如何將該技術(shù)應(yīng)用于病原性食品微生物檢測中已經(jīng)成為了當(dāng)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(zhǔn)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(shù)在病原性食品微生物的檢測工作進(jìn)行相關(guān)分析。

1 基因芯片技術(shù)概述

1.1 概念

基因芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代才開始出現(xiàn)的一種以生物學(xué)為基礎(chǔ)的檢測技術(shù)，通過顯微打印、固化技術(shù)將數(shù)以萬計(jì)的DNA片段與探針，表現(xiàn)在相應(yīng)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(yīng)的樣品進(jìn)行雜交，通過對雜交信號的篩選實(shí)現(xiàn)對微生物的檢測。該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到了相應(yīng)的信息技術(shù)，所以被稱為基因芯片技術(shù)。隨著生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到了食品安全檢測當(dāng)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(diǎn)樣法。根據(jù)樣品的特點(diǎn)從基因庫中提取相應(yīng)的序列，進(jìn)行PCR擴(kuò)增或者是直接進(jìn)行人工合成，然后通過特殊的方法將這種序列進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，將其固定在相應(yīng)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(yīng)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(diǎn)。但在基因芯片的制備過程中，一般選擇前者，因?yàn)榍罢咴谟兄鼜?qiáng)的特異性。

2 在病原性食品微生物檢測中的應(yīng)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(yīng)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(diǎn)樣，然后將微生物的DNA通過PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增并標(biāo)記，再與之前準(zhǔn)備的寡核苷酸樣品進(jìn)行雜交，最終通過儀器來檢測其中是否有病原微生物?；蛐酒夹g(shù)在應(yīng)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(shù)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(fù)雜，因此，利用基因芯片技術(shù)檢測食品中的微生物時(shí)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(shù)主要包括2種，①利用金屬氫氧化物，采用傳統(tǒng)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(shù)來對DNA進(jìn)行分離純化，第二種技術(shù)有著簡潔、方便、易操作等特點(diǎn)。尤其是應(yīng)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(shù)擴(kuò)增目的基因。②對基因芯片探針進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。③設(shè)計(jì)芯片。④待測食品致病菌樣品處理。⑤樣品雜交。⑥結(jié)果與分析。嚴(yán)格把控每個(gè)步驟的嚴(yán)謹(jǐn)性，才能夠保證最終檢測結(jié)果的準(zhǔn)確率，同時(shí)也能夠保證基因芯片技術(shù)合理、科學(xué)化的應(yīng)用到食品微生物檢測當(dāng)中，提高食品微生物檢測效率。

2.4 應(yīng)用

基因芯片技術(shù)應(yīng)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(gè)病原性微生物的整體結(jié)構(gòu)、整體功能、整體指標(biāo)進(jìn)行仔細(xì)的檢測與分析，該技術(shù)在應(yīng)用過程中具有非常高的靈敏度與特異性?；蛐酒夹g(shù)可應(yīng)用到食品微生物各類檢測工作中，準(zhǔn)確地分析出食品腐敗的原因，同時(shí)也能夠準(zhǔn)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(shí)地反映出食品當(dāng)前的狀態(tài)情況，同時(shí)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(shù)發(fā)展而言，基因芯片技術(shù)屬于一種新興技術(shù)，具有快速、準(zhǔn)確、靈敏等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在外界條件一致的情況下，可以進(jìn)行大批量的檢測，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度，能夠有效提高食品微生物檢測工作效率。但該項(xiàng)技術(shù)在目前發(fā)展過程中仍然存在很多問題。①該項(xiàng)技術(shù)在使用過程中需要昂貴的設(shè)備儀器作為支撐，也就導(dǎo)致該項(xiàng)技術(shù)在我國很難廣泛地推廣使用。②該項(xiàng)技術(shù)在開展過程中操作復(fù)雜，需要專業(yè)性特別強(qiáng)的人才，限制了該技術(shù)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(zhǔn)確度。④樣品標(biāo)記與制備具有非常強(qiáng)的復(fù)雜性與隨機(jī)性，容易導(dǎo)致每一個(gè)工作人員都會產(chǎn)生不同的結(jié)果。以上提到的這些問題都大大影響了基因芯片技術(shù)在食品微生物檢測中的應(yīng)用效果。要解決上述問題，相應(yīng)的部門機(jī)構(gòu)應(yīng)該簡化操作方法與手段，多進(jìn)行人才培養(yǎng)，提供更全面的技術(shù)保障，研制開發(fā)出新型檢測設(shè)備，降低操作難度，減少失誤率。制定合理的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，保證進(jìn)術(shù)能夠廣泛地應(yīng)用在食品微生物檢查當(dāng)中。

3.2 未來的展望

縱觀當(dāng)前國內(nèi)外基因技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，筆者發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)技術(shù)在國外也是剛進(jìn)入平臺操作階段，在國內(nèi)更是處于剛起步狀態(tài)，相信隨著科技的不斷發(fā)展，研究團(tuán)隊(duì)對該項(xiàng)技術(shù)不斷深入研究，可以更好地保證技術(shù)本身的實(shí)用性，大大提高該技術(shù)的使用效率，使該項(xiàng)技術(shù)能夠全面推廣到我國的食品微生物檢測工作中[5-6]。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)分析了基因芯片技術(shù)在病原性食品生物檢測當(dāng)中的應(yīng)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(jìn)基因芯片技術(shù)在食品微生物檢測當(dāng)中的應(yīng)用。