基因芯片技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

尹 超

（泰安市食品藥品檢驗檢測研究院，山東泰安 271000）

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方面進行檢測，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。考慮到基因芯片技術(shù)的基本特征，該技術(shù)已經(jīng)成為當前科學(xué)界內(nèi)跨學(xué)科、綜合研究的重點技術(shù)。

1 基因芯片技術(shù)的應(yīng)用價值

1.1 顯著提升檢測技術(shù)水平

從實際發(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。在當前時代背景下，傳統(tǒng)常規(guī)檢測技術(shù)已經(jīng)難以滿足時代發(fā)展要求，快速、高效和精準是當前時代對檢測技術(shù)的新要求[1]。而基因芯片技術(shù)在實際應(yīng)用過程中可以利用多種參數(shù)實現(xiàn)自動化分析，有效滿足快速、高效的要求，同時也可以降低檢測人員工作負荷。在信息技術(shù)的支持下，檢測結(jié)果的精準度也明顯高于常規(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)在實際應(yīng)用過程中，功能不局限于對食品進行檢測及對食品成分進行分析，還可以用于重組食品中的原料成分，實現(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，進而實現(xiàn)提升食物口感及營養(yǎng)的目的，對食品原料的基因進行重組，實現(xiàn)縮短其生產(chǎn)周期等目的[2]?；蛐酒夹g(shù)在實際應(yīng)用中主要基于光導(dǎo)原位合成及為微量點樣原理，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，將二者進行有機結(jié)合使其形成排列較為密集的二維分子，并將其與已標記的待檢樣品靶分子進行雜交處理，利用電荷偶聯(lián)攝像機等主要儀器對雜交信號強度進行檢測，橫向?qū)Ρ葮藴蕵悠放c檢測樣品中靶分子實際數(shù)量的差異并進行深入分析，為研究人員對食品進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)方面具有較強的應(yīng)用價值。

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行精準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。現(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，該陣列在實際應(yīng)用中可以有效實現(xiàn)對多種近緣單核增多李斯特菌進行精準識別，此外，還有研究者提出利用單管復(fù)合體擴增結(jié)合基因芯片技術(shù)方式，可以實現(xiàn)對6 種李斯特菌進行鑒別。同時，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 進行檢測時，可以利用微陣列及免疫磁珠分離相結(jié)合的方式進行，且檢測上限達到105 CFU/mL[3]。

從當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[4]。在得出相關(guān)結(jié)論后，研究人員在進行后續(xù)檢測工作過程中可以針對于致病機制相關(guān)的特異基因進行重點檢測。在芯片檢測過程中，當已發(fā)生變性的PCR 產(chǎn)物與基因?qū)Ｒ恍怨押塑账徇M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，實現(xiàn)對其中微生物進行精準高效檢測的目的。

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)濟價值較高、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)用價值。此外，在農(nóng)藥篩選、多種基因組檢測中同樣具備較強的應(yīng)用意義。從實際發(fā)展層面分析，利用基因芯片的技術(shù)優(yōu)勢，可以有效實現(xiàn)對農(nóng)作物食品中的各項基因功能進行全面、細致的分析，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行深入分析，為推動作物良性生長提供有利條件支持，實現(xiàn)越過大田實驗流程，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)的表達序列標簽也逐漸公開，利用此類標簽可以有效實現(xiàn)制作出性能更加優(yōu)越的植物檢疫芯片，進而達到提升食品安全性的目的。此外，該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中具備快速對作物病害進行檢測的功能，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)勢可以有效實現(xiàn)對食品中所包含的營養(yǎng)成分進行分析，并對營養(yǎng)素基因的表達與食品中蛋白之間的關(guān)聯(lián)性進行有效分析，為研究肥胖現(xiàn)象發(fā)生機理提供有效信息支持，為預(yù)防肥胖癥發(fā)生提供堅實的基礎(chǔ)支持[5]。此外，在應(yīng)用基因芯片技術(shù)對食品營養(yǎng)成本進行檢測過程中，還可以有效實現(xiàn)對營養(yǎng)成分及腫瘤相關(guān)基因的表達進行分析，如致癌基因及抑癌基因的表達和突變，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)成分進行檢測過程中，利用基因芯片技術(shù)可以實現(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)系進行分析與研究，對鋅轉(zhuǎn)運體基因和微量元素鋅之間的轉(zhuǎn)運及吸收的關(guān)系進行分析與研究。通過對以上兩個項目進行檢測與細化分析，可以為食品安全保障工作要求落實提供有力支持，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)對食品原料進行相應(yīng)改造，項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)對食品成分進行檢測，并針對性對部分基因進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)用價值。