基因芯片技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

尹超

摘 要：在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，基因芯片技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中。人們對食品安全問題的重視性不斷提升，在食品檢測領(lǐng)域?qū)蛐酒夹g(shù)的應(yīng)用力度也逐漸提高，轉(zhuǎn)基因食品安全檢測、食品原料構(gòu)成檢測等均可采用基因芯片技術(shù)進(jìn)行。在檢測效率高、結(jié)果精準(zhǔn)和可一次性進(jìn)行大規(guī)模檢測等優(yōu)勢引領(lǐng)下，基因芯片技術(shù)為解決人們普遍關(guān)心的食品安全問題提供有力支持?；诖?，本文將針對基因芯片技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行探討，希望為相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：基因芯片技術(shù);食品檢測;應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度不斷提升，基因芯片作為一種尖端生物技術(shù)被研發(fā)并廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中。從本質(zhì)層面分析，該技術(shù)的應(yīng)用目的為針對基因功能及基因表達(dá)方面進(jìn)行檢測，涵蓋生物、半導(dǎo)體微電子等諸多高端技術(shù)，涉及生物及信息技術(shù)兩大技術(shù)領(lǐng)域。在實(shí)際應(yīng)用過程中可以將生物學(xué)領(lǐng)域中的非連續(xù)分析過程轉(zhuǎn)移至固相介電芯片之中，獲得連續(xù)性、小型化特征，是傳統(tǒng)生物技術(shù)的飛躍性發(fā)展?？紤]到基因芯片技術(shù)的基本特征，該技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前科學(xué)界內(nèi)跨學(xué)科、綜合研究的重點(diǎn)技術(shù)。

1 基因芯片技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

1.1 顯著提升檢測技術(shù)水平

從實(shí)際發(fā)展層面分析，傳統(tǒng)檢測技術(shù)成熟，應(yīng)用較為廣泛，如針對食品致病菌所用的生化培養(yǎng)檢測等技術(shù)，具備明顯的操作便捷、應(yīng)用性能良好等優(yōu)勢，檢測周期長和效率低是常規(guī)檢測技術(shù)的主要短板。在當(dāng)前時(shí)代背景下，傳統(tǒng)常規(guī)檢測技術(shù)已經(jīng)難以滿足時(shí)代發(fā)展要求，快速、高效和精準(zhǔn)是當(dāng)前時(shí)代對檢測技術(shù)的新要求[1]。而基因芯片技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中可以利用多種參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動化分析，有效滿足快速、高效的要求，同時(shí)也可以降低檢測人員工作負(fù)荷。在信息技術(shù)的支持下，檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度也明顯高于常規(guī)檢測技術(shù)。基因芯片技術(shù)的應(yīng)用對促進(jìn)食品檢測技術(shù)更新?lián)Q代，提升技術(shù)水平方面發(fā)揮著重要作用。

1.2 對提升食品品質(zhì)具有重要作用

從本質(zhì)層面分析，基因芯片技術(shù)是基因工程技術(shù)的分支，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，功能不局限于對食品進(jìn)行檢測及對食品成分進(jìn)行分析，還可以用于重組食品中的原料成分，實(shí)現(xiàn)改變食品口感、性能等方面的目的。如充足食品中的碳水化合物、脂肪等成分，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升食物口感及營養(yǎng)的目的，對食品原料的基因進(jìn)行重組，實(shí)現(xiàn)縮短其生產(chǎn)周期等目的[2]?；蛐酒夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要基于光導(dǎo)原位合成及為微量點(diǎn)樣原理，將多肽分子、核酸片段等大分子有序固化于硅片等載體表面，將二者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合使其形成排列較為密集的二維分子，并將其與已標(biāo)記的待檢樣品靶分子進(jìn)行雜交處理，利用電荷偶聯(lián)攝像機(jī)等主要儀器對雜交信號強(qiáng)度進(jìn)行檢測，橫向?qū)Ρ葮?biāo)準(zhǔn)樣品與檢測樣品中靶分子實(shí)際數(shù)量的差異并進(jìn)行深入分析，為研究人員對食品進(jìn)行有針對性的改造提供便利條件，該技術(shù)在提升食品品質(zhì)方面具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

2 基因芯片技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在微生物檢測中的應(yīng)用

從食品檢測的本質(zhì)層面分析，對食品中的病原性微生物進(jìn)行精準(zhǔn)高效的檢測是檢測工作的最根本的目的及要求，主要原因在于食品中的病原性微生物對人們的身體健康具有直接威脅?，F(xiàn)階段，隨著基因芯片技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，行業(yè)內(nèi)基于該技術(shù)針對微生物構(gòu)建出多種檢測方式，如針對李斯特菌有混合基因組微陣列，該陣列在實(shí)際應(yīng)用中可以有效實(shí)現(xiàn)對多種近緣單核增多李斯特菌進(jìn)行精準(zhǔn)識別，此外，還有研究者提出利用單管復(fù)合體擴(kuò)增結(jié)合基因芯片技術(shù)方式，可以實(shí)現(xiàn)對6種李斯特菌進(jìn)行鑒別。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)，在對清洗生禽肉所用的清洗液中包含的大腸桿菌O157﹕H7進(jìn)行檢測時(shí)，可以利用微陣列及免疫磁珠分離相結(jié)合的方式進(jìn)行，且檢測上限達(dá)到105 CFU/mL[3]。

從當(dāng)前研究成果層面分析，食源性腹瀉最為典型的誘因是空腸彎曲菌，該菌種中的生物學(xué)特性長期未能得到有效驗(yàn)證，研究人員利用基因芯片技術(shù)將11種空腸彎曲菌作為研究對象，對其全基因組序列進(jìn)行綜合比對，Penner血清型直接受該菌莢膜的影響，由此得出空腸彎曲菌致病性具體指標(biāo)[4]。在得出相關(guān)結(jié)論后，研究人員在進(jìn)行后續(xù)檢測工作過程中可以針對于致病機(jī)制相關(guān)的特異基因進(jìn)行重點(diǎn)檢測。在芯片檢測過程中，當(dāng)已發(fā)生變性的PCR產(chǎn)物與基因?qū)Ｒ恍怨押塑账徇M(jìn)行雜交后，基因編碼未被致病因子篡改的基因會被復(fù)合PCR所監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對其中微生物進(jìn)行精準(zhǔn)高效檢測的目的。

2.2 在食品原料檢測中的應(yīng)用

基因芯片技術(shù)在自身特點(diǎn)引領(lǐng)下，可以應(yīng)用于基因突變食品原料篩選，在搜尋經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高、抗病抗蟲性較好及產(chǎn)量有保障的作物方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。此外，在農(nóng)藥篩選、多種基因組檢測中同樣具備較強(qiáng)的應(yīng)用意義。從實(shí)際發(fā)展層面分析，利用基因芯片的技術(shù)優(yōu)勢，可以有效實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物食品中的各項(xiàng)基因功能進(jìn)行全面、細(xì)致的分析，也可以針對植物激素、光量等因素對作物生長過程中的影響進(jìn)行深入分析，為推動作物良性生長提供有利條件支持，實(shí)現(xiàn)越過大田實(shí)驗(yàn)流程，推動新型食品原料作物培育效率以及安全性提升的目的。

在當(dāng)前食品原料基因組序列測試工作持續(xù)更新與完善的背景下，導(dǎo)致植物出現(xiàn)病情的多種病原微生物基因組逐漸被解碼，與之相對應(yīng)的表達(dá)序列標(biāo)簽也逐漸公開，利用此類標(biāo)簽可以有效實(shí)現(xiàn)制作出性能更加優(yōu)越的植物檢疫芯片，進(jìn)而達(dá)到提升食品安全性的目的。此外，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中具備快速對作物病害進(jìn)行檢測的功能，方便工作人員在病害發(fā)生前采取有針對性的防治措施，為植物作物檢驗(yàn)以及跨區(qū)引種工作提供有效信息依據(jù)。

2.3 在食品營養(yǎng)成分檢測中的應(yīng)用

從實(shí)際應(yīng)用層面分析，利用基因芯片的技術(shù)優(yōu)勢可以有效實(shí)現(xiàn)對食品中所包含的營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，并對營養(yǎng)素基因的表達(dá)與食品中蛋白之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行有效分析，為研究肥胖現(xiàn)象發(fā)生機(jī)理提供有效信息支持，為預(yù)防肥胖癥發(fā)生提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支持[5]。此外，在應(yīng)用基因芯片技術(shù)對食品營養(yǎng)成本進(jìn)行檢測過程中，還可以有效實(shí)現(xiàn)對營養(yǎng)成分及腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)行分析，如致癌基因及抑癌基因的表達(dá)和突變，食品中營養(yǎng)成分和高血壓疾病的關(guān)系，為明確食品種類和人類身體健康之間的關(guān)系提供有效信息支持。

在具體對食品營養(yǎng)成分進(jìn)行檢測過程中，利用基因芯片技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對食品中所包含的金屬硫蛋白及金屬硫蛋白基因之間的關(guān)系進(jìn)行分析與研究，對鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體基因和微量元素鋅之間的轉(zhuǎn)運(yùn)及吸收的關(guān)系進(jìn)行分析與研究。通過對以上兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行檢測與細(xì)化分析，可以為食品安全保障工作要求落實(shí)提供有力支持，降低因食品中所含微量元素引發(fā)的食品安全事故發(fā)生概率。

2.4 在轉(zhuǎn)基因食品檢測中的應(yīng)用

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度不斷提升的背景下，轉(zhuǎn)基因食品逐漸成為當(dāng)前研究的主要方向之一。在此過程中可以有效利用基因芯片技術(shù)對食品原料進(jìn)行相應(yīng)改造，項(xiàng)目主要涵蓋碳水化合物、油脂等，在提升食品品質(zhì)及加工性質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用。利用基因芯片技術(shù)對食品成分進(jìn)行檢測，并針對性對部分基因進(jìn)行改造可以有效提升蔬菜、水果類食品的保鮮性能及儲藏性等，在對發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化革新方面也具有重要意義。

通常情況下，對基因食品的定義主要分為兩種：①通過對生物體直接進(jìn)行基因修飾所得的食品;②將生物體中經(jīng)過基因修飾部分作為食品基料或是間接作為食品。這兩種定義中所涉及的生物體包括經(jīng)過基因修飾的動物、植物、微生物等，而基因修飾的本質(zhì)則是利用基因工程技術(shù)將某種生物體的基因植入到另一種生物體中，使其擁有原本不具備的品質(zhì)。

3 結(jié)語

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展背景下，基因芯片技術(shù)被廣泛應(yīng)用于食品檢測領(lǐng)域，從實(shí)際發(fā)展角度分析，該技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升食品檢測的效率及精準(zhǔn)性。在該技術(shù)支持下，食品的營養(yǎng)性及健康性得到顯著提升，基因芯片技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[3]張慧勤，楊進(jìn)，王攀，等.提高食品檢測技術(shù)保證飲食安全[J].中國食品，2019（9）：129.

[4]石琳.轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)與安全性評價(jià)[J].現(xiàn)代食品，2020（18）：155-157.

[5]劉瑩.基因芯片法與常規(guī)檢測法在食源性疾病中的應(yīng)用對比分析[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2019，10（19）：6478-6482.