轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展

馬文良

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的快速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因作物的種植面積也在不斷增加，轉(zhuǎn)基因作物帶來了巨大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益，然而轉(zhuǎn)基因作物的安全性問題也引起了世界上許多國(guó)家和組織的廣泛關(guān)注。轉(zhuǎn)基因作物與自然選擇導(dǎo)致的進(jìn)化不同，自然選擇是一種十分緩慢的進(jìn)化，轉(zhuǎn)基因作物由于基因受到了人為的修改，使這些作物能夠迅速改變，因此這些作物的安全性很難判斷。為了維護(hù)人們的知情權(quán)和選擇權(quán)，已有超過40個(gè)國(guó)家相繼頒布了轉(zhuǎn)基因相關(guān)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)制度。

轉(zhuǎn)基因作物的檢測(cè)技術(shù)

轉(zhuǎn)基因作物不僅種類眾多、數(shù)量龐大，而且深度處理會(huì)造成轉(zhuǎn)基因成分的部分或完全降解，極大地增加了檢測(cè)難度。為了更好地落實(shí)標(biāo)識(shí)管理制度，還需要依靠科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷開發(fā)新的檢測(cè)方法。目前針對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的檢測(cè)技術(shù)主要分為兩類：一類為蛋白質(zhì)水平上的檢測(cè)技術(shù)，例如免疫印跡法、酶聯(lián)免疫吸附法、免疫試紙條法和蛋白質(zhì)芯片法等；另一類為基于核酸水平上的檢測(cè)方法，常見的有核酸分子雜交法、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法、基因芯片法以及等溫?cái)U(kuò)增法。

蛋白質(zhì)水平的檢測(cè)技術(shù)

轉(zhuǎn)基因作物所轉(zhuǎn)入的外源基因通過表達(dá)會(huì)產(chǎn)生外源蛋白，通過抗原抗體的免疫反應(yīng)對(duì)外源蛋白進(jìn)行分析即可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)基因玉米的檢測(cè)。

酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）

ELISA是蛋白質(zhì)檢測(cè)中應(yīng)用最廣的技術(shù)之一，但是使用ELISA檢測(cè)轉(zhuǎn)基因作物不僅需要良好的抗體，而且還需要穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)品來制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，所以商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因ELISA檢測(cè)產(chǎn)品并不多。ROMER LABS？作為世界知名的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)商及第三方實(shí)驗(yàn)室之一，其產(chǎn)品的抗體有著高靈敏、高特異性的特點(diǎn)，且在試劑盒中包含了穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)品，確保了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

ROMER LABS？試劑盒的原理是以抗原-抗體的特異性免疫反應(yīng)為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合酶的高效催化反應(yīng)的一種高靈敏度蛋白檢測(cè)方法。目標(biāo)蛋白與固相載體上的抗體會(huì)形成抗原抗體復(fù)合物，再結(jié)合酶標(biāo)的抗體或抗抗體，就能夠利用酶的標(biāo)記作用實(shí)現(xiàn)目標(biāo)蛋白的檢測(cè)。在反應(yīng)中加入酶的底物后，底物經(jīng)過酶的催化作用產(chǎn)生有色物質(zhì)，根據(jù)顯色的深淺便可進(jìn)行定性或定量分析。這種方法通過酶催化作用，將抗原抗體反應(yīng)的結(jié)果放大，極大地提高了檢測(cè)方法的靈敏度。

免疫試紙條法（Lateral Flow Strip）

免疫試紙條法是基于免疫層析技術(shù)開發(fā)出的一種蛋白檢測(cè)方法，其原理是將一對(duì)特異性抗體交聯(lián)在試紙條上，當(dāng)試紙條一端放入有抗原的溶液后，在毛細(xì)作用下，溶液會(huì)向著試紙條的另一端運(yùn)動(dòng)，溶液中的抗原在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)與標(biāo)記的抗體結(jié)合并隨層析液繼續(xù)向另一端運(yùn)動(dòng)，當(dāng)遇到在膜上固定的另一抗體時(shí)，就會(huì)形成標(biāo)記“抗體-抗原-抗體”的“三明治結(jié)構(gòu)”，形成肉眼可見的條帶。

ROMER LABS？根據(jù)不同的市場(chǎng)需求，針對(duì)常見的轉(zhuǎn)基因表達(dá)蛋白均設(shè)計(jì)了特異性檢測(cè)試紙條，并且推出了多合一檢測(cè)試紙條。ROMER LABS？試紙條不需要其它輔助儀器即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，可使轉(zhuǎn)基因檢測(cè)更加簡(jiǎn)單、快捷。

免疫印跡法（Western Blotting）

免疫印跡法是通過抗體與抗原在固相膜上的特異結(jié)合來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)外源基因表達(dá)蛋白質(zhì)的方法，這種蛋白質(zhì)檢測(cè)方法融合了蛋白質(zhì)凝膠電泳以及印跡和免疫測(cè)定技術(shù)。首先通過SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分離；然后把分離的蛋白轉(zhuǎn)到固相膜上；再讓蛋白與第一抗體、酶標(biāo)的第二抗體雜交結(jié)合，然后根據(jù)第二抗體上的標(biāo)記物的性質(zhì)進(jìn)行抗原的檢測(cè)。

蛋白質(zhì)芯片法

蛋白芯片技術(shù)的原理是對(duì)固相載體進(jìn)行特殊的化學(xué)處理，在其表面固定高密度排列的蛋白質(zhì)探針，根據(jù)蛋白質(zhì)分子的特性，捕獲能與之特異性結(jié)合的轉(zhuǎn)基因蛋白，然后用CCD相機(jī)或激光掃描系統(tǒng)獲取信息，最后用計(jì)算機(jī)進(jìn)行定性定量分析。

核酸水平的檢測(cè)技術(shù)

轉(zhuǎn)基因作物是通過插入外源基因片段來改變作物自身基因組從而獲得一些優(yōu)良性狀，新轉(zhuǎn)入的外源基因片段主要包括啟動(dòng)子、目的基因和終止子。因此，核酸水平的檢測(cè)主要是對(duì)以上3種基因片段進(jìn)行檢測(cè)，常用的方法有Southern印記雜交法、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增法、基因芯片法等。

Southern印記雜交法

該法通常先把分離出的樣品DNA片段固定在硝化纖維或尼龍膜上，經(jīng)干烤或紫外線照射固定，然后使用帶有標(biāo)記的核酸探針與樣品DNA片段進(jìn)行雜交，用放射自顯影或酶反應(yīng)顯色來確定轉(zhuǎn)基因的DNA片段含量。這種方法只是將探針與樣品DNA進(jìn)行雜交，沒有樣品DNA的擴(kuò)增，所以與PCR檢測(cè)方法相比，檢測(cè)的靈敏度較低。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法（PCR）

PCR擴(kuò)增的原理與天然DNA復(fù)制過程十分相似，以DNA半保留復(fù)制為基礎(chǔ)，在聚合酶的作用下對(duì)目的DNA片段進(jìn)行體外快速擴(kuò)增，使微量的DNA片段在短時(shí)間內(nèi)得到指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì)擴(kuò)增后的基因片段進(jìn)行凝膠電泳便可分析出是否含有轉(zhuǎn)基因成分。

目前在PCR的基礎(chǔ)上又發(fā)展出復(fù)合PCR、實(shí)時(shí)熒光PCR、數(shù)字PCR等檢測(cè)方法，使轉(zhuǎn)基因檢測(cè)更加準(zhǔn)確。但PCR需要專業(yè)性操作，且需要昂貴的儀器。

基因芯片法

基因芯片檢測(cè)是基于DNA分子雜交的一種高通量檢測(cè)方法，首先將提取的待測(cè)樣品進(jìn)行熒光標(biāo)記，然后與基因芯片上已知序列的核酸探針進(jìn)行雜交，對(duì)雜交反應(yīng)后芯片上的熒光信號(hào)進(jìn)行分析，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子和目標(biāo)基因的檢測(cè)。

環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增方法（LAMP）

LAMP方法與PCR方法相似，針對(duì)目標(biāo)基因上的6個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)4條引物，利用鏈置換型DNA聚合酶在恒溫條件下對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)，對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行分析即可判斷是否含有轉(zhuǎn)基因成分。

結(jié)語

近年來，轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展，除了以上介紹的技術(shù)外，還出現(xiàn)了一些新的檢測(cè)技術(shù)，比如生物傳感器分析技術(shù)、微陣列分析技術(shù)、色譜分析技術(shù)、近紅外線光譜分析技術(shù)以及納米檢測(cè)技術(shù)等。在檢測(cè)方面，各檢測(cè)技術(shù)均有其優(yōu)缺點(diǎn)，但毫無疑問，準(zhǔn)確、快速將是檢測(cè)技術(shù)未來的發(fā)展方向。在實(shí)際檢測(cè)中，ROMER LABS？提供的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)ELISA試劑盒以及免疫試紙條兩種檢測(cè)方法，可根據(jù)待檢測(cè)樣品以及檢測(cè)環(huán)境的不同進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，同時(shí)，選用多種方法聯(lián)合使用也是目前轉(zhuǎn)基因檢測(cè)的一個(gè)趨勢(shì)。