分子生物學(xué)技術(shù)在食品致病菌檢測中的應(yīng)用

路 瑋，王圣涵

（煙臺市芝罘區(qū)疾病預(yù)防控制中心，山東煙臺 264001）

食品產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，是拉動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善民生福祉的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)[1]。我國食品產(chǎn)業(yè)日益成熟，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，以2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例，全國食品產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到14.6萬億人民幣。為充分發(fā)揮食品產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)屬性與社會屬性，國家相關(guān)部門出臺系列舉措，加強(qiáng)對食品產(chǎn)業(yè)的政策引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)資源科學(xué)配置，同時(shí)加強(qiáng)安全管理，強(qiáng)調(diào)通過分子生物學(xué)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)手段的應(yīng)用，提升食品檢測能力，逐步構(gòu)建體系化、高效化的食品安全管理模式。

1 分子生物學(xué)技術(shù)概述

通過了解分子生物學(xué)技術(shù)原理和基本構(gòu)成，技術(shù)人員可在思維層面形成科學(xué)性認(rèn)知，精準(zhǔn)把握分子生物學(xué)的技術(shù)特性，為其在食品致病菌檢測環(huán)節(jié)中合理化應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

分子生物學(xué)技術(shù)作為現(xiàn)階段成熟的實(shí)驗(yàn)手段，憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢，在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究、疾病診斷、致病菌檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，分子生物學(xué)技術(shù)更為完善，技術(shù)體系更為多元，形成了PCR、基因芯片技術(shù)、基因探針技術(shù)等檢測手段[2]。①PCR技術(shù)由美國專家MULLIS提出，其技術(shù)原理在于：以擴(kuò)增的DNA分子作為模板，將寡合苷酸片段作為引發(fā)條件，借助DNA聚合酶的催化作用，使得寡合苷酸片段可以沿著DNA模板進(jìn)行合成，通過不斷重復(fù)DNA模板的合成，對目標(biāo)DNA模板進(jìn)行擴(kuò)增。在PCR技術(shù)框架下，DNA合成量可以保持指數(shù)性增長，為后續(xù)研究活動提供了便利條件。與其他技術(shù)手段相比，PCR技術(shù)更具可操作性，借助PCR儀器、電泳儀、冷凍離心機(jī)、高速離心機(jī)等設(shè)備，可在較短的時(shí)間周期內(nèi)快速完成檢測任務(wù)，掌握檢測對象的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。②基因芯片技術(shù)將核酸探針固定在支持物的表面，并借助顯微打印，將其與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交處理，通過檢測雜交信號對樣品作出全方位的分析，實(shí)現(xiàn)對檢測對象的精準(zhǔn)識別[3]?；蛐酒夹g(shù)操作難度較低，有較強(qiáng)的實(shí)用性，具備大規(guī)模推廣的可行性，同時(shí)檢測周期較短，通常情況下，檢測周期為4 h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)性的4～7 d的檢測周期。其高效的檢測能力，增強(qiáng)了基因芯片的實(shí)用性，能滿足不同場景下的技術(shù)應(yīng)用要求。③基因探針在應(yīng)用過程中，將帶有檢測標(biāo)記、與目標(biāo)基因互補(bǔ)的核酸序列作為檢測手段，在基因探針的技術(shù)框架下獲取雜交信號，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)基因的有效獲取。多年的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用過程中，基因探針更為成熟，形成了DNA探針的全新技術(shù)體系，在這一過程中，技術(shù)人員通過將病原微生物的DNA或者RNA特異性片段作為模板，利用人工合成的、具有放射性或者生物素標(biāo)記的單鏈DNA片段，實(shí)現(xiàn)對病原體、致病菌的快速測定。

2 分子生物學(xué)技術(shù)在食品致病菌檢測的必要性

食品致病菌檢測對于檢測結(jié)果的精度要求較高，為兼顧檢測精度與檢測效率，有必要將分子生物學(xué)技術(shù)納入到食品致病菌檢測體系中，依托分子生物學(xué)技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建體系化、標(biāo)準(zhǔn)化的食品致病菌檢測體系。

分子生物學(xué)技術(shù)在食品致病菌檢測中的應(yīng)用對于檢測準(zhǔn)確性的提升和檢測有效性的增強(qiáng)有著深遠(yuǎn)的影響。分子生物學(xué)技術(shù)通過對微觀層面的技術(shù)操作，實(shí)現(xiàn)了對致病菌的持續(xù)追蹤，強(qiáng)化了對致病菌的檢測能力，使得技術(shù)人員可以在食物檢測環(huán)節(jié)排除干擾因素，降低了檢測誤差，對于食物安全管理水平的提升有著極大裨益。例如，在諾如病毒的檢測過程中，分子生物學(xué)技術(shù)在諾如病毒檢測方面表現(xiàn)出極強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了對諾如病毒的快速檢出，實(shí)現(xiàn)了食品管理水平的提升[4]。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)公布的數(shù)據(jù)，諾如病毒是引發(fā)病毒性胃腸炎的主要原因，全球50%以上的病毒性胃腸炎與諾如病毒有關(guān)，諾如病毒有著極強(qiáng)的致病性，其感染劑量往往只有10～100個(gè)病毒粒子。為應(yīng)對這種情況，在諾如病毒檢測過程中，如果沿用傳統(tǒng)的檢測手段，勢必難以滿足檢測要求。為改善這種情況，越來越多的技術(shù)團(tuán)隊(duì)嘗試?yán)梅肿由飳W(xué)技術(shù)開展諾如病毒的檢測，通過技術(shù)資源的有效整合，實(shí)現(xiàn)諾如病毒檢測效率、檢測精度的持續(xù)提升[5]。在實(shí)際操作過程中，技術(shù)人員通過RT-PCR技術(shù)，完成對諾如病毒RNA的逆轉(zhuǎn)錄，形成cDNA結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，利用PCR擴(kuò)增以及瓊脂糖凝脂電泳進(jìn)行判定，從技術(shù)構(gòu)成來看，PCR技術(shù)對于諾如病毒的檢測，可以快速獲取理想引物，提升了引物的穩(wěn)定性與保守度，排除了干擾因素的影響，保證了PCR對于諾如病毒檢測的精準(zhǔn)度。從最終檢測結(jié)果來看，以PCR為代表的分子生物學(xué)技術(shù)在諾如病毒檢測中的應(yīng)用可以全面提升檢測效能，兼顧檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度與檢測過程的高效性，充分滿足現(xiàn)階段食品安全管理各項(xiàng)工作的開展要求。

3 分子生物學(xué)技術(shù)在食物致病菌檢測中的應(yīng)用路徑

分子生物學(xué)技術(shù)可以應(yīng)用于食品致病菌檢測中，為保證技術(shù)應(yīng)用成效，提升食品致病菌檢測的有效性，實(shí)現(xiàn)食品安全管理能力的穩(wěn)步提升，技術(shù)人員應(yīng)在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的框架下，拓寬思路，轉(zhuǎn)換思路，創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)分子生物學(xué)技術(shù)的高效化、科學(xué)化應(yīng)用。

3.1 細(xì)化分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用思路

分子生物學(xué)技術(shù)在食物致病菌中的應(yīng)用涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。為排除干擾因素的影響，實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用精度的有效保障，技術(shù)人員在應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)之初，應(yīng)在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的框架下，調(diào)整分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用思路，逐步理順應(yīng)用流程，突出應(yīng)用重點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)分子生物學(xué)技術(shù)的高效化應(yīng)用，發(fā)揮其在食物致病菌檢測中的作用與價(jià)值[6]。分子生物學(xué)技術(shù)在食物致病菌檢測中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)堅(jiān)實(shí)科學(xué)性原則，精準(zhǔn)把握分子生物學(xué)技術(shù)操作要求，理順PCR技術(shù)、基因芯片技術(shù)、基因探針技術(shù)的應(yīng)用流程，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，確保分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用的有效性，避免分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)技術(shù)偏差，無法滿足現(xiàn)階段食物致病菌檢測工作的開展要求。分子生物學(xué)技術(shù)在食物致病菌檢測中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持實(shí)用性原則，綜合考量食物致病菌檢測要求與分子生物學(xué)技術(shù)原理，優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用流程，突出技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)人員在檢測中的合理化應(yīng)用，并逐步簡化檢測流程，保證分子生物學(xué)技術(shù)的可操作性，確保食物致病菌檢測的順利完成。

3.2 完善分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用路徑

在分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的引導(dǎo)下，有序做好PCR技術(shù)、基因芯片技術(shù)、基因探針技術(shù)的應(yīng)用，逐步搭建起完備的技術(shù)應(yīng)用平臺。在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用過程中，需要結(jié)合不同的食物致病菌檢測要求，對于不同的技術(shù)手段選擇差異化的技術(shù)應(yīng)用策略，推動分子生物學(xué)技術(shù)的合理化應(yīng)用。例如，在利用基因芯片技術(shù)進(jìn)行食品致病菌檢測過程中，采取固相基因芯片技術(shù)、液相基因芯片技術(shù)處理手段，快速完成指定的食品致病菌檢測任務(wù)[7]。液相基因芯片技術(shù)以微球作為載體，其內(nèi)含三色熒光，每個(gè)微球可以結(jié)合多個(gè)探針分子，當(dāng)產(chǎn)生雜交反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熒光信號較強(qiáng)，獲取熒光信號后，可利用流式細(xì)胞檢測儀器，在激光檢測裝置的作用下，實(shí)現(xiàn)致病菌種類的快速判定。在生物傳感器技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)人員利用生物感應(yīng)元件、信號處理元件，將生物感應(yīng)元件固定在換能器上，當(dāng)待測物與感應(yīng)元件結(jié)合后產(chǎn)生響應(yīng)信號，信號經(jīng)過處理元件后，通過加工、轉(zhuǎn)換、輸出、定量分析等多種方式，完成致病菌的有效評估。在這一操作過程中，技術(shù)人員從整體上宏觀把握技術(shù)應(yīng)用流程，對技術(shù)流程處理單元作出相對應(yīng)的調(diào)整，以確保不同技術(shù)環(huán)節(jié)之間的有效聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)檢測信號加工、轉(zhuǎn)換、輸出及定量分析等系列環(huán)節(jié)的有序進(jìn)行，確保檢測工作的順利完成。

3.3 明確分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)

分子生物學(xué)技術(shù)在食品致病菌檢測中的應(yīng)用要求技術(shù)人員精準(zhǔn)把分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)，突出技術(shù)應(yīng)用思路，梳理技術(shù)應(yīng)用場景，以確保食品致病菌檢測環(huán)節(jié)中分子生物學(xué)技術(shù)的合理化應(yīng)用。實(shí)際操作過程中，技術(shù)人員需要針對分子生物學(xué)技術(shù)原理，綜合考慮食品致病菌檢測要求，對分子生物學(xué)技術(shù)硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)計(jì)算方法等作出必要的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)分子生物學(xué)技術(shù)優(yōu)勢的全面發(fā)揮[8]。

4 結(jié)語

分子生物學(xué)技術(shù)作為成熟的技術(shù)模式，其在食品致病菌檢測中的有效應(yīng)用對于食品安全管理水平的提升有著極大的裨益。為發(fā)揮分子生物學(xué)技術(shù)優(yōu)勢，文章嘗試著眼于實(shí)際，深入探討食品致病菌的檢測環(huán)節(jié)中應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)的積極作用與技術(shù)價(jià)值，通過明確技術(shù)應(yīng)用思路，整合分子生物學(xué)技術(shù)資源，實(shí)現(xiàn)PCR檢測技術(shù)、基因芯片技術(shù)、基因探針技術(shù)在食品致病菌檢測中的高效應(yīng)用，旨在通過分子生物學(xué)技術(shù)體系的科學(xué)構(gòu)建，提升食品致病菌檢測水平，為食品安全管理活動的穩(wěn)步開展提供完備的技術(shù)支撐。