生物芯片技術(shù)及其在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

陳龍杰 趙煜坤

青島譜尼測(cè)試有限公司 山東青島 266000

1 生物芯片技術(shù)的原理以及分類(lèi)

1.1 生物芯片技術(shù)的原理

(1)雜交技術(shù)及信號(hào)產(chǎn)生在檢測(cè)基因突變時(shí)，使用的寡核苷酸要包含序列上的每個(gè)點(diǎn)位，用來(lái)檢測(cè)基因系統(tǒng)的突變。主要應(yīng)用于檢測(cè)基因以及表達(dá)基因，需要高度的謹(jǐn)慎性，以此來(lái)檢驗(yàn)特殊的基因。(2)信息檢測(cè)在雜交過(guò)程結(jié)束后，要注意清理為雜交的分子。然后使用激光技術(shù)增強(qiáng)其雜交后的性能，使其順利進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)用科技化的手段進(jìn)行控制。(3)數(shù)據(jù)分析已經(jīng)處于檢測(cè)過(guò)程的后期，對(duì)收集到的相關(guān)信息進(jìn)行整合分析，主要有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、篩選、模式堅(jiān)定三部分組成。對(duì)收集的信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化收集后，進(jìn)行相關(guān)的篩選，存留下高質(zhì)量的信息，去除沒(méi)有必要的數(shù)據(jù)。最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒定，以生物學(xué)的方式進(jìn)行解釋。

1.2 生物芯片技術(shù)的分類(lèi)

芯片根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，可以分為不同的類(lèi)型。以芯片的固定探針，可分為基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細(xì)胞芯片等種類(lèi)；根據(jù)原理可以分為原件型微陣列芯片、通道型微陣列芯片等新型芯片類(lèi)型。還可以根據(jù)其應(yīng)用、組成結(jié)構(gòu)的不同劃分為其他很多種類(lèi)。而其中最成功的芯片當(dāng)屬基因芯片。(1)基因芯片?；蛐酒址Q(chēng)DNA芯片，是芯片中研制最成功的一種芯片類(lèi)型。其主要研制過(guò)程是將固體基因表面集成的已知序列的探針與未知的核酸序列進(jìn)行雜交，在通過(guò)激光進(jìn)行掃描，利用計(jì)算機(jī)確定好每一個(gè)探針的熒光信號(hào)以及雜交探針的位置，最后進(jìn)行綜合檢測(cè)，分析出結(jié)果。該種芯片技術(shù)被廣泛應(yīng)用的主要原因是其造價(jià)低、操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)成功率高，因此成為我國(guó)芯片技術(shù)中研制最成功的一種類(lèi)型。(2)蛋白質(zhì)芯片。蛋白質(zhì)芯片將大量的抗原分子有機(jī)排列在載體薄片上，使得蛋白質(zhì)分子與樣品中的相關(guān)分子相結(jié)合，并與標(biāo)記分子相結(jié)合，最后通過(guò)閱讀儀將所檢驗(yàn)的成果進(jìn)行分析。

2 生物芯片技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

2.1 在轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)中的應(yīng)用

目前轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)中的ELIS和PCR技術(shù)，其技術(shù)性能已經(jīng)不能滿足我國(guó)食品檢測(cè)的需要，尤其是轉(zhuǎn)基因食品的龐大體系，做不到一一篩選，便有對(duì)食品檢測(cè)的工作產(chǎn)生一定阻礙。目前的大多數(shù)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，例如小麥、大豆，都已經(jīng)應(yīng)用生物芯片技術(shù)來(lái)進(jìn)行食品檢測(cè)。目前，隨著芯片技術(shù)的不斷完善，也不只適用與農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)。基因芯片的高產(chǎn)性，可以一次性篩選大量的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。生物芯片的信息化與智能化，能夠大量簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)基因食品的檢驗(yàn)過(guò)程。

2.2 在食品微生物中的應(yīng)用

微生物的存在嚴(yán)重的威脅著人們的健康。傳統(tǒng)的生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能滿足日益增長(zhǎng)的食品類(lèi)型，沒(méi)辦法做到所有微生物的檢測(cè)，使得消費(fèi)者的健康安全存在一定的威脅?；蛐酒壳耙呀?jīng)大量應(yīng)用于食品檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)到食品中存在的微生物威脅，解決肉眼以及傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)微生物的缺點(diǎn)，保證食品安全檢測(cè)的順利。

2.3 在不易識(shí)別的肉類(lèi)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一種名為“食品專(zhuān)家—ID”的檢測(cè)方法已經(jīng)被研制出來(lái)，包括各種不同地區(qū)、不同類(lèi)型的動(dòng)物，同時(shí)比照人類(lèi)的DNA進(jìn)行設(shè)計(jì)。不止能檢測(cè)出肉類(lèi)產(chǎn)品的品種，更主要用來(lái)檢測(cè)肉類(lèi)物體的質(zhì)量。它能夠檢測(cè)到肉類(lèi)物品中是否摻了其他廉價(jià)肉制品，以及是否攜帶病毒資源，對(duì)肉類(lèi)的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

3 生物芯片技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的障礙以解決方式

3.1 檢測(cè)過(guò)程不夠靈敏

生物芯片技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中一個(gè)主要的應(yīng)用障礙便是在臨床實(shí)驗(yàn)時(shí)靈敏度不夠高。雖然熒光檢測(cè)技術(shù)在很大程度上提高了檢測(cè)技術(shù)的靈敏度，但是所有檢測(cè)過(guò)程的一體化就導(dǎo)致檢測(cè)過(guò)程不能做到高度統(tǒng)一，便會(huì)影響檢測(cè)的靈敏度。熒光標(biāo)記技術(shù)的檢測(cè)過(guò)程使得檢測(cè)過(guò)程不僅需要利用價(jià)格昂貴的芯片，還需要昂貴的激光共聚焦掃描儀來(lái)進(jìn)行輔助。管理者可以采用生物傳感器吸附樣品對(duì)檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，同時(shí)結(jié)合半導(dǎo)體技術(shù)、納米技術(shù)等技術(shù)相結(jié)合，提高檢測(cè)過(guò)程的靈敏度。

3.2 檢測(cè)方法不標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段我國(guó)生物芯片技術(shù)正處于發(fā)展起步階段，許多技術(shù)手段還不夠完善。生物芯片技術(shù)檢測(cè)技術(shù)的不標(biāo)準(zhǔn)，不止對(duì)于食品檢測(cè)過(guò)程造成影響，還會(huì)導(dǎo)致消耗更多的資源，導(dǎo)致大量的運(yùn)行成本。運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)手法，在提食品檢測(cè)質(zhì)量的同時(shí)，能夠合理降低成本，提高檢測(cè)的效率。

3.3 控制系統(tǒng)不完善

這里的控制系統(tǒng)主要指芯片的檢測(cè)系統(tǒng)以及分析方法不夠完善，不能夠準(zhǔn)確的對(duì)技術(shù)運(yùn)行手段進(jìn)行監(jiān)督檢查。這就導(dǎo)致在檢測(cè)運(yùn)行的過(guò)程中，沒(méi)有合理的后備保證進(jìn)行監(jiān)督，便會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程沒(méi)有缺乏相應(yīng)的手段進(jìn)行保證。這就要求管理者要注意研制芯片檢測(cè)的系統(tǒng)以及分析系統(tǒng)，使得相關(guān)食品安全信息能夠得到充分的利用。

3.4 樣品制作和標(biāo)記方法復(fù)雜

這就造成生物芯片技術(shù)在食品檢測(cè)過(guò)程中需要使用更高的成本以及勞動(dòng)力。簡(jiǎn)化樣本的制作，能夠合理的減少技術(shù)運(yùn)行的成本，提高整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的效率；操作手段的簡(jiǎn)化能夠保證在復(fù)雜的運(yùn)行系統(tǒng)中減少技術(shù)的操作手段，同樣能在很大程度上提高運(yùn)行的效率

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)食品的安全問(wèn)題對(duì)人們身體健康帶來(lái)的危害程度不斷加大，一定要運(yùn)用合理的手段對(duì)這種情形進(jìn)行控制。生物芯片技術(shù)便是在我國(guó)食品衛(wèi)生學(xué)中不斷探索出來(lái)的，針對(duì)食品衛(wèi)生檢測(cè)的重要技術(shù)手段。根據(jù)我國(guó)食品衛(wèi)生發(fā)展的規(guī)律，結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)手段，不斷完善我國(guó)生物芯片技術(shù)的發(fā)展，以此在促進(jìn)食品衛(wèi)生順利發(fā)展的情況下，同時(shí)提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，提高經(jīng)濟(jì)效益。