食品檢測(cè)技術(shù) 在轉(zhuǎn)基因食品中的應(yīng)用

趙淑娟 沈松松 劉思中

如今我國的生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，并且在不同領(lǐng)域都得到了較為廣泛的應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)后，轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為代表性的生物科學(xué)技術(shù)更是得到了飛速的發(fā)展，但是隨著新技術(shù)的深度應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因食品的安全問題也逐漸暴露出來，這就需要用到食品檢測(cè)技術(shù)。食品檢測(cè)技術(shù)包括PCR檢測(cè)等多種方法，能夠有效檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品的安全性。本文主要對(duì)幾種常見的食品檢測(cè)技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，以期提升轉(zhuǎn)基因食品的安全性能。

一、食品檢測(cè)技術(shù)在

轉(zhuǎn)基因食品中的具體應(yīng)用

1.定性PCR檢測(cè)技術(shù)。在提取DNA階段應(yīng)當(dāng)及時(shí)準(zhǔn)備引物，使終止子和啟動(dòng)子的外源基因更加完整。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)運(yùn)用完備的儀器擴(kuò)增被檢測(cè)食品中的NDA，判斷的標(biāo)準(zhǔn)就是看是否具有特序列和長度DNA片段序列。例如，在檢測(cè)乳酸中轉(zhuǎn)基因含量及成分時(shí)就會(huì)用到PCR檢測(cè)技術(shù);有的研究人員研制了電化學(xué)傳感器來進(jìn)行轉(zhuǎn)基因食品安全檢測(cè);有的研究人員運(yùn)用以電化學(xué)為原理的PCR檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)CaMV35S啟動(dòng)子。

需要注意的是，PCR定性轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)具有較強(qiáng)的敏感性，但也會(huì)呈現(xiàn)一些迷惑性的現(xiàn)象。影響模板的因素主要包括：（1）在阻滯產(chǎn)品和因子深加工時(shí)，在反應(yīng)過程中提取的脫氧核糖核酸會(huì)發(fā)生假陰性反應(yīng)。（2）當(dāng)花椰菜花葉病毒感染作物并擁有感染農(nóng)桿菌而攜帶終止子nos時(shí)，PCR會(huì)發(fā)生假陽性反應(yīng)。（3）在收獲和運(yùn)輸?shù)募竟?jié)，當(dāng)非轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因食品發(fā)生交叉時(shí)，也會(huì)降低檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度。

2.定量PCR檢測(cè)技術(shù)。我們要清醒地認(rèn)識(shí)到，定量PCR檢測(cè)技術(shù)的終極目的是準(zhǔn)確分析并處理數(shù)據(jù)，保障定量檢測(cè)限能夠滿足具體的要求，并檢測(cè)出樣品中復(fù)制分子的量。此外，相關(guān)管理人員應(yīng)當(dāng)合理選擇內(nèi)部參考基因的成分及含量，并慎重地選擇品系特征基因。傳統(tǒng)的定量檢測(cè)主要運(yùn)用光學(xué)原理，例如觀察并測(cè)量熒光的變化情況，能夠在第一時(shí)間監(jiān)測(cè)目標(biāo)物質(zhì)的含量。在具體運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)的過程中，標(biāo)記物主要包含三種，分別是分子信標(biāo)機(jī)制、熒光探針和SYBR GreenⅠ，其中，SYBR Green Ⅰ的成本最低，尤其能夠標(biāo)識(shí)性地標(biāo)記雙鏈DNA分子，而分子信標(biāo)機(jī)制能夠優(yōu)化整體反應(yīng)并逐漸使其速度加快，不但成本低、便于操作，而且能夠提升其靈敏性，大大地提升標(biāo)識(shí)的效率和檢測(cè)的質(zhì)量。但從靈敏度的角度來說，SYBR Green Ⅰ和分子信標(biāo)機(jī)制都遜色于熒光探針，熒光探針不僅能夠巧妙而精準(zhǔn)地組合測(cè)試片段和項(xiàng)目，使得整體信號(hào)參數(shù)維持完備，還能夠升級(jí)并優(yōu)化整體的靈敏度和巧妙性，并最終實(shí)現(xiàn)整體的目標(biāo)。

3.數(shù)字PCR檢測(cè)技術(shù)。數(shù)字PCR檢測(cè)技術(shù)誕生于定性PCR技術(shù)之后，近年來發(fā)展得越來越先進(jìn)，最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)合了統(tǒng)計(jì)學(xué)和分子生物學(xué)。數(shù)字PCR技術(shù)的主要工作原理如下：對(duì)樣品進(jìn)行稀釋后，模板分子經(jīng)反應(yīng)孔有效處理，尤其是在傳統(tǒng)PCR檢測(cè)技術(shù)的前提下，最大限度地發(fā)揮熒光信號(hào)的反應(yīng)孔所起到的定量作用。如果在系統(tǒng)內(nèi)部有較高的濃度數(shù)值，且反應(yīng)孔有多個(gè)分子通過，則應(yīng)當(dāng)運(yùn)用泊松概率分布對(duì)整體的復(fù)制數(shù)量及樣品濃度進(jìn)行計(jì)算，并在定量標(biāo)準(zhǔn)曲線和擴(kuò)增曲線的基礎(chǔ)上建立計(jì)算模型，使得結(jié)果更加精準(zhǔn)無誤，并結(jié)合整體的復(fù)制數(shù)，對(duì)單細(xì)胞基因表達(dá)、基因分型等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而優(yōu)化和升級(jí)整體的系統(tǒng)和研究領(lǐng)域。此外，在數(shù)字PCR技術(shù)運(yùn)行進(jìn)程中應(yīng)當(dāng)管控好外源基因的數(shù)量，使整個(gè)系統(tǒng)詳細(xì)完善，并在擴(kuò)增反應(yīng)中變得更加完善。隨著科技的發(fā)展，如今數(shù)字PCR技術(shù)不僅在農(nóng)業(yè)項(xiàng)目中有較為廣泛的應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有較為廣闊的應(yīng)用前景。

4.雙向電泳技術(shù)。雙向電泳技術(shù)是一種主要研究蛋白質(zhì)的重點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)，不僅能夠提升蛋白質(zhì)的分離質(zhì)量和效率，還能夠運(yùn)用靈敏度較高的方法分辨出兩個(gè)樣品之間的蛋白質(zhì)，并分析出它們之間存在的各種關(guān)系和影響要素。這種技術(shù)通過運(yùn)用兩個(gè)樣品間不同的化學(xué)和物理原理，并最終分離出蛋白質(zhì)。

5.印跡法。印跡法檢測(cè)的整體過程如下：先將待檢測(cè)的核酸段移動(dòng)到一個(gè)特定的部位上，即固相支持物上，再做互相結(jié)合的工作，然后運(yùn)用核酸探針提前標(biāo)志，開始檢測(cè)核酸。印跡法有著較為廣泛的實(shí)際應(yīng)用，有的專家學(xué)者運(yùn)用Southern印跡方法對(duì)轉(zhuǎn)基因油菜和水稻進(jìn)行檢測(cè)，有的專家學(xué)者運(yùn)用Northern印跡法檢測(cè)煙草。印跡法快速便捷，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成檢測(cè)，而且能夠在相同的時(shí)間檢測(cè)多個(gè)樣品。但其也具有一定的缺陷，在測(cè)試樣品之前不能放大和擴(kuò)增樣品，這會(huì)大概率降低靈敏性，和PCR檢測(cè)技術(shù)相比，檢測(cè)效率也會(huì)有所下降 。

6.新材料定量輔助檢測(cè)方法。在第三次科技革命后，科技的發(fā)展越來越迅猛，納米技術(shù)在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的運(yùn)用，不但能使檢測(cè)過程保持穩(wěn)定，而且能夠提高檢測(cè)的精準(zhǔn)度。當(dāng)前，新興的材料包含納米金粒子、GO等，其中，GO能提高參數(shù)控制能力，并使技術(shù)運(yùn)營保持穩(wěn)定，而且GO也是一種行之有效的淬滅介質(zhì)，能夠完成淬滅流程，并對(duì)熒光基團(tuán)做出標(biāo)志。

7.蛋白質(zhì)印跡法。蛋白質(zhì)印跡法是在凝膠電泳和固相免疫測(cè)定技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的免疫生化技術(shù)，根據(jù)抗原抗體的特異性結(jié)合檢測(cè)復(fù)雜樣品中的某種蛋白。有的專家學(xué)者運(yùn)用蛋白質(zhì)印跡法檢測(cè)大豆中的酶，檢測(cè)精準(zhǔn)度較高，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出大豆蛋白產(chǎn)品中的合成酶。

8.基因芯片法。基因芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代誕生的一項(xiàng)新型技術(shù)，結(jié)合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、生命科學(xué)、生命信息學(xué)和化學(xué)等多學(xué)科。基因芯片就是運(yùn)用微電子和微加工技術(shù)，把人工合成的基因片段有機(jī)地排列在纖維膜或玻璃片等載體上而獲得的一種信息檢測(cè)芯片，其本質(zhì)是脫氧核糖核酸微陣列。基因芯片的工作原理是運(yùn)用堿基配對(duì)對(duì)樣品基因進(jìn)行檢測(cè)，將等待檢測(cè)的DNA運(yùn)用PCR擴(kuò)增技術(shù)標(biāo)記好之后，再和在芯片上的DNA探針結(jié)合，然后通過掃描系統(tǒng)（如激光共焦掃描成像檢測(cè)系統(tǒng)）檢測(cè)探針分子雜交信號(hào)強(qiáng)度，最后通過信息技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析，從而得到樣品中大量基因序列及表達(dá)信息，并對(duì)其進(jìn)行定性和定量分析。基因芯片法具有許多優(yōu)點(diǎn)，比如較低的檢測(cè)成本、較高的檢測(cè)效率和檢測(cè)水平等。自1991年美國Affymetrix公司首次將基因芯片技術(shù)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用后，基因芯片技術(shù)開始迅速發(fā)展，現(xiàn)已成為常用的轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)方法。

9.Western印跡法。Western印跡法將抗體和抗原進(jìn)行有效結(jié)合，其主要流程是將分子性狀不同的蛋白質(zhì)混合物從待測(cè)樣品中提取出來，然后運(yùn)用凝膠電泳的方式使其分離并轉(zhuǎn)接到固體支持物上，再將標(biāo)志的抗體與其結(jié)合，然后運(yùn)用放射性自顯影等技術(shù)來檢測(cè)食品中轉(zhuǎn)基因的表達(dá)產(chǎn)物。Western印跡法融合了多種檢測(cè)方法的優(yōu)良性能，比如將分離性、特異性和靈敏性融合在一起，能夠分析不溶性的蛋白。由于運(yùn)用變性凝膠電泳的方法處理蛋白質(zhì)，能夠解決蛋白溶解和凝聚、靶蛋白和非目標(biāo)蛋白互相沉淀等問題，因此Western印跡法能夠有效檢測(cè)特異性蛋白質(zhì)，但需要有效制作抗體。在實(shí)際應(yīng)用方面，相關(guān)學(xué)者用Western印跡法成功地檢測(cè)到Roundup Ready大豆中含有CP4合成酶。

10.蛋白質(zhì)芯片技術(shù)。蛋白質(zhì)芯片技術(shù)能夠彌補(bǔ)上述基因芯片技術(shù)的缺陷，有效檢測(cè)抗體及配體、蛋白等，應(yīng)用原理也與基因芯片大致相同，其大致流程為：按照事先設(shè)計(jì)的方法，將蛋白質(zhì)和檢測(cè)試劑、蛋白質(zhì)探針等固定在纖維膜、硅片等載體上構(gòu)成密密麻麻的陣列，從待測(cè)樣品中將蛋白質(zhì)提取出來，將蛋白質(zhì)芯片與蛋白質(zhì)提取液進(jìn)行孵化反應(yīng)，芯片分子與靶蛋白分子發(fā)生結(jié)合，檢測(cè)熒光信號(hào)強(qiáng)度，并運(yùn)用信息技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)食品中是否具有待檢測(cè)的蛋白質(zhì)，并最終推測(cè)轉(zhuǎn)基因食品中是否含有相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因成分及含量。

二、食品檢測(cè)技術(shù)在

轉(zhuǎn)基因食品中的應(yīng)用前景

近年來，轉(zhuǎn)基因食品的種類越來越豐富，表現(xiàn)出高產(chǎn)和多元化的特征，市場(chǎng)上新的轉(zhuǎn)基因食品可謂層出不窮。為了加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的調(diào)控，使轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品市場(chǎng)有一個(gè)較為光明的發(fā)展前景，未來此領(lǐng)域的檢測(cè)方法必將越來越簡(jiǎn)單快捷、精準(zhǔn)靈敏。另外，構(gòu)建法定標(biāo)準(zhǔn)也是未來的一大趨勢(shì)。如今國內(nèi)外對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測(cè)水準(zhǔn)的要求越來越規(guī)范，質(zhì)量效果越來越高，人們期待更便捷、更精準(zhǔn)、成本更低的檢測(cè)技術(shù)，即向著高標(biāo)準(zhǔn)、低成本、自動(dòng)化的方向發(fā)展。從另一個(gè)角度來講，轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)識(shí)機(jī)制能否按時(shí)、按標(biāo)準(zhǔn)、按規(guī)定執(zhí)行，首先應(yīng)當(dāng)構(gòu)建精準(zhǔn)高效的轉(zhuǎn)基因食品鑒別技術(shù)。運(yùn)用PCR方法檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因是當(dāng)前常用的技術(shù)，并且發(fā)揮著越來越核心的作用，但PCR方法的精準(zhǔn)度依然受到其他條件的制約，比如PCR反應(yīng)抑制物等，因此在具體的應(yīng)用中，PCR檢測(cè)技術(shù)應(yīng)當(dāng)不斷地完善和改進(jìn)，這樣才能提升轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性和質(zhì)量。

綜上所述，當(dāng)前我國生物科技迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)的方法也在不斷發(fā)展和改進(jìn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選用不同的檢測(cè)方法，提升檢測(cè)的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確率，并不斷完善各種檢測(cè)方法，使其朝著科技化、自動(dòng)化和高質(zhì)量化的方向發(fā)展。總之，轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)技術(shù)將會(huì)擁有一個(gè)較為可觀的光明前景，能夠?qū)π滦娃D(zhuǎn)基因食品實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)而迅速的檢測(cè)，使得轉(zhuǎn)基因食品的安全性更高，捍衛(wèi)人民群眾舌尖上的安全，讓更多質(zhì)量有保證的轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)入大眾視野。