基因芯片技術及其在食品檢測中的應用

◎ 佘靈順

（汕尾市食品藥品檢驗所，廣東 汕尾 516600）

科學家們對于生命研究的領域變得越來越廣泛，基因芯片技術迅速發展為一項成熟的高新技術。基因芯片技術主要是研究基因功能和基因表達方面檢測的技術，它利用了生物、化學、半導體微電子、激光等高新科技進行研究，關聯著生物和信息技術兩大方面，將兩種學科進行了綜合性研究，是現在世界研究領域中比較綜合和交叉性較強的研究重點。1996年，世界上第一塊商業化的DNA芯片的誕生，隨后基因芯片技術開始被廣泛應用，基因芯片技術的研究到達了一個新的階段。

1 基因芯片技術的優點

1.1 檢測技術層面的顯著提升

傳統的檢測方法速度較慢，并且要進行大量的人工操作，在數據分析上的精準度也不是很高，分析速度也比較緩慢。而基因芯片技術可以利用多種參數進行分析，不需要人工操作，可自行進行全自動分析；基因芯片技術在檢測時準確度較高，靈敏度也比較高，分析速度最快。將這種方法應用在檢測食品及其相關情況中，對于檢測食品中的營養以及其他的物質，還有食品中的安全問題，食品的質量保障，對于檢測食品中的有害物質，保障食品食用者的健康都會產生巨大的作用[1]。

1.2 對食品本身的好處

基因工程技術不僅僅局限于檢測食品的安全性和食品中的物質含量以及其他各種成分，還可以將食品中的原料成分進行重組，改變口感以及食物的性能，對食物中的碳水化合物、脂肪、糖分等各種成分進行重組，使得食物口感變得更加好并且更有營養。在一些保鮮較為困難的食品上，利用基因工程技術可以延長這些食品的保質期，使這些食品并不易腐敗；可以縮短一些作物的生長期，使一年內可以產出更多的作物；對于一些比較稀少的食品來說，基因改造技術可以進行復制，使得這些食物的生長數量可以大大地提升[2]。基因芯片技術利用光導原位合成及微量點樣的方式，把大量生物大分子，如多肽分子、核酸片段、細胞或組織切片等生物樣品有序固化至硅片、玻璃片、尼龍膜或聚丙烯酰胺凝膠等載體的表面，二者結合成為排列密集的二維分子，和已標記的待檢測樣品的靶分子進行雜交，采用電荷偶聯攝像機、激光共聚焦掃描設備等特定儀器對雜交信號強度進行高效、并行、快速檢測分析，確定樣品中靶分子的實際數量并和標準樣品進行對比，達到分析比較的目的。這更能夠方便科研人員了解食品的性質，進而可以對其進行針對性改造，這對于食品性能的發揮極為重要[3]。

1.3 對環境的好處

基因工程技術提高了農作物的成活率，大大減少了作物在生長過程中需要使用的化肥數量和農藥的數量，減少了由于農藥或者一些其他的作物催熟物質對于環境或者是食品本身的危害，避免了環境的污染和破壞。

2 基因芯片技術的影響

基因芯片技術在逐漸成熟的應用中也影響著人們的生活，并提高人們的生活質量。其應用也非常廣泛，例如檢測食品中的安全問題，檢測人體中的潛在危害等。它的優點是快速、高效、準確、安全，因此在今后各種方面的檢測中基因芯片技術必將成為主流技術，保護人們的健康，提高食品的質量水平，促進國家科學技術的發展，提高經濟水平。

2.1 基因芯片技術對轉基因食品檢測的影響

當今社會，轉基因食品和轉基因農作物大量出現，人們對這些轉基因食品看法也不同，認為其有利，也有認為其有弊的。只有科技才能揭開這些爭端的真面目，所以這時候基因芯片技術就發揮了重要的作用，不僅方便，而且可靠、安全，具有信服度。轉基因食品現在已經創造出了許多以前不存在的食品，并且提高了普通食物的美觀度和味道，增加了許多營養，解決了許多的食物問題的同時，也讓人們一飽口福，創造了新的經濟方式，緩解了食品壓力，也讓人們感受到了新食品的進步，提高了食品價值[4]。同時，利用基因工程技術，可以人為地改變食品中的基因，從而創造出新的食品，如黑色的玉米等，不僅能提高食物的抗病蟲能力，還能延長了食品的壽命。目前，轉基因食品有轉基因番茄、轉基因大米、轉基因玉米，其食品性能都超過了原本的食物本性，深受人們的喜愛，也由于它們好看的外觀和吸引人的味道，在市場上占據著越來越重要的地位。

轉基因食品在取得巨大的經濟效益的同時，其安全問題也深得人們的考慮。在當今社會上，由于新聞影響或者是其他傳媒手段的傳播，轉基因食品的安全問題逐漸被人們所思考，人們在享受轉基因食品帶來的好處的同時，也在思考其對人身體的影響，越來越多的人開始抵制轉基因食品，并且以相當快的速度傳開，一時間，轉基因食品的安全問題成為人們熱議的話題。同時，許多的科技機構在媒體發表自己關于轉基因食品研究成果，聲音有利的也有弊的。基因芯片技術在食品中的應用成為新的研究領域,利用基因芯片技術研究食品的營養成分，營養素與蛋白和基因表達的關系，將為揭示肥胖的發生機理和預防打下基礎。在營養缺乏時，有140個基因表達增加；而在營養豐富時，有36個基因表達較多。相關學者應用DNA芯片技術檢測1，25-二羥維生素D3處理過的乳腺癌細胞的FGF-7的表達，發現無論在mRNA水平還是蛋白水平都有明顯的增加，從而首次揭示了維生素D可能通過調節FGF-7的表達而調節細胞的生長分化[5]。

2.2 基因芯片對食品中微生物的影響

作為農業大國，我國的食品進出口在世界上占有很重要的地位，但我國每年的糧食浪費在糧食生產中也占有很大的比重。其重要的原因就是糧作物受害蟲和病毒的影響大量減產。病原性微生物檢測屬于食品檢測中的重要項目，科學合理的檢測致病微生物可避免被污染的食品被人誤食、威脅人類健康，同時可避免巨大的經濟損失和社會危害。食品在生產、加工、運輸和銷售及消費各個環節中易遭受各類病菌的污染，因此要進行檢測予以防范。利用生物芯片技術對食品微生物進行檢測，將常見致病微生物的特異基因按照序列制備成基因芯片，利用堿基互補配對原理對待測樣品進行雜交，通過數據分析比較判斷待檢測樣品中致病微生物含量，從而確定食品是否受到致病微生物污染[6]。

3 結語

基因芯片技術的應用范圍非常廣泛，并且有很多的優點以及使用的便利點，但是凡事都有兩面性，一定要看清基因芯片技術的缺陷，在使用的過程中多加小心。在研究經費的使用上還比較龐大，所以還需要國家政策進行扶持和研究者的不懈努力進行改善。基因芯片技術是潛力非常大的一門技術，可廣泛應用于食品安全監測、食品種植、食品的售賣方面，希望能使用這種有希望的技術實現食品技術方面的提升。

[1]胡 娜，許 楊.基因芯片技術及其在食品檢測中的應用[J].中華預防醫學雜志，2005，39（2）：140-142.

[2]張高祥，陳一資，黃小波.基因芯片技術及其在食品安全檢測中的應用[J].中國國境衛生檢疫雜志，2007，30（2）：125-127.

[3]杜巍.基因芯片技術在食品檢測中的應用[J].生物技術通訊，2006，17（2）：296-298.

[4]張高祥，陳一資，黃小波.基因芯片技術及其在食品安全檢測中的應用[J].中國國境衛生檢疫雜志，2007，30（2）：125-127.

[5]王運照，胡文忠，李婷婷，等.基因芯片在微生物檢測中的應用研究及發展狀況[C]//中國食品科學技術學會年會.2014.

[6]孫巖琳.分子生物學方法在食品微生物檢測中的應用研究[J].科學技術創新，2016（10）：118.