基因芯片技术及其在食品工业中的应用
转基因食品检测技术应用分析
转基因食品检测技术应用分析一、本文概述随着科技的不断进步和生物技术的迅猛发展，转基因食品已经逐渐成为全球食品市场的重要组成部分。
转基因食品检测技术的应用分析，对于保障食品安全、维护消费者权益、推动科技进步具有重要的现实意义和长远的社会价值。
本文旨在全面分析转基因食品检测技术的现状、发展趋势及其应用领域，探讨其在实际操作中的优势和局限性，以期为相关领域的研究者、从业者和决策者提供有价值的参考。
本文首先对转基因食品及其检测技术进行概念界定，明确研究范围和目标。
接着，从转基因食品检测技术的原理、方法、特点等多个方面入手，对其进行全面的梳理和评价。
在此基础上，结合国内外相关文献和实践案例，对转基因食品检测技术在不同食品类型、不同检测指标、不同应用场景下的应用情况进行详细分析。
对转基因食品检测技术的发展趋势进行预测，探讨其在未来食品安全监管、农产品质量控制、生态环境保护等方面的潜在应用。
本文还将对转基因食品检测技术在应用中面临的挑战和问题进行深入探讨，包括技术标准化、检测准确性、成本控制、法律法规等方面的问题，并提出相应的对策和建议。
希望通过本文的研究，能够为推动转基因食品检测技术的持续发展和广泛应用提供有益的启示和借鉴。
二、转基因食品检测技术概述转基因食品检测技术是确保食品安全和消费者权益的重要手段，随着生物技术的发展和转基因食品市场的扩大，其重要性日益凸显。
转基因食品检测技术主要包括基因检测技术、蛋白质检测技术和代谢物检测技术三大类。
基因检测技术是转基因食品检测的核心，它通过检测食品中是否含有转基因成分的外源基因或转基因特有的DNA序列，来判断食品是否为转基因食品。
目前，基因检测技术已经发展出了多种方法，如PCR（聚合酶链式反应）技术、基因芯片技术、实时荧光定量PCR等，这些方法具有灵敏度高、特异性强、检测速度快等优点，能够准确检测食品中的转基因成分。
蛋白质检测技术是转基因食品检测的辅助手段，它利用转基因食品中可能产生的特异性蛋白质或改变的蛋白质表达水平来检测转基因成分。
分子生物学在食品安全检测中的应用
分子生物学在食品安全检测中的应用食品安全一直是人们关注的焦点之一。
随着科技的不断进步，分子生物学技术被广泛运用于食品安全检测领域，为保障人们的健康和生命安全提供了有力的支持。
本文将从PCR技术、基因芯片技术和基因编辑技术三个方面，阐述分子生物学在食品安全检测中的应用。
一、PCR技术在食品安全检测中的应用PCR技术（聚合酶链反应）是一种利用特定引物和DNA聚合酶复制特定DNA片段的技术。
在食品安全检测中，PCR技术可以快速、高灵敏度地检测食品中的致病微生物和污染物。
例如，在食品中常见的沙门氏菌和大肠杆菌等致病菌可以通过PCR技术进行快速检测。
只需要提取食品样品的DNA，加入特定引物和DNA聚合酶，再进行一系列的温度循环，就可以扩增目标基因片段。
通过检测PCR产物是否存在，就可以判断食品样品中是否含有致病菌。
此外，PCR技术还可以用于食品中残留农药和转基因成分的检测。
通过设计特异性引物和探针，可以选择性地扩增目标基因片段，并通过PCR产物的序列分析来确定农药或转基因成分的存在。
二、基因芯片技术在食品安全检测中的应用基因芯片技术是一种高通量并行检测技术，可以同时检测成千上万个基因。
在食品安全检测中，基因芯片技术可以用于检测食品中的致病微生物、污染物和转基因成分。
通过将特异性的DNA探针固定在玻璃芯片或硅芯片上，然后将待测样品中的DNA与芯片上的探针杂交，利用荧光等技术检测杂交信号的强度，可以确定样品中特定基因的存在与否。
基因芯片技术具有高通量、高灵敏度和快速分析的优点，可以在较短的时间内同时检测多个目标，提高食品安全检测的效率和准确性。
三、基因编辑技术在食品安全检测中的应用基因编辑技术是近年来兴起的一种基因组工程技术，可以精确地修改生物体的基因组。
在食品安全检测中，基因编辑技术可以用于修复或改良食品中的有害基因，提高食品的品质和安全性。
例如，利用CRISPR-Cas9系统，可以定向编辑食品作物中存在的致病基因或产生有害物质的基因，从而获得更加安全和营养的食品。
生物工程在食品生产中有哪些应用
生物工程在食品生产中有哪些应用在当今社会，食品生产领域正经历着一场深刻的变革，而生物工程技术在其中发挥着举足轻重的作用。
生物工程，这一融合了生物学、化学、工程学等多学科知识的领域，为食品生产带来了诸多创新和突破，不仅提高了食品的产量和质量，还满足了人们对食品多样化和安全性的需求。
基因工程是生物工程在食品生产中的一项重要应用。
通过基因重组和转移技术，科学家们能够将特定的基因导入农作物或家畜中，赋予它们新的特性。
比如，将抗虫基因导入棉花、玉米等农作物中，使其能够抵抗害虫的侵害，减少农药的使用，从而生产出更加绿色、安全的食品。
此外，还可以将富含某些营养成分的基因导入农作物中，提高食品的营养价值。
例如，黄金大米就是通过基因工程技术，让大米富含维生素 A，有助于解决一些地区因维生素 A 缺乏而导致的健康问题。
在食品生产中，细胞工程也有着广泛的应用。
细胞培养技术可以用于生产天然食品添加剂和香料。
以往，许多食品添加剂和香料是通过化学合成的方法获得的，但这种方法可能会存在一些安全隐患。
而利用细胞工程，从植物细胞中培养出所需的成分，不仅更加天然、安全，而且品质更加稳定。
另外，细胞融合技术可以创造出新的生物品种。
例如，将不同品种的水果细胞进行融合，培育出具有多种优良特性的新品种水果，丰富了水果的种类和口感。
发酵工程在食品生产中的应用历史悠久且至关重要。
酿酒、制作酸奶、酿造酱油等传统食品的生产都依赖于发酵技术。
现代发酵工程通过优化微生物菌种、改进发酵工艺和设备，大大提高了发酵效率和产品质量。
比如，利用基因工程改良的微生物菌种，能够更高效地发酵生产酒精、有机酸等物质。
在酸奶生产中，通过筛选和培育优良的乳酸菌菌株，能够生产出口感更好、营养价值更高的酸奶产品。
酶工程为食品生产带来了更高的效率和品质。
酶作为生物催化剂，具有高效、专一的特点。
在食品加工过程中，酶可以用于果汁的澄清、肉类的嫩化、面包的制作等多个环节。
例如，在果汁生产中，使用果胶酶可以分解果胶，使果汁更加澄清透明。
《食品生物技术》考试大纲
《食品生物技术》考试大纲一、考试性质年生物学类食品营养与安全方向学术型硕士学位研究生入学统一考试专业课程考试的考试科目为《食品生物技术》，包括《基因工程》、《细胞工程》、《酶工程》、《发酵工程》及《生物技术在食品工业中的应用》五部分内容。
《食品生物技术》考试力求反映食品营养与安全方向学术型硕士学位的特点，科学、公平、准确、规范地测评考生的基本素质和综合能力，选拔具有发展潜力的优秀人才入学，为国家的食品行业建设培养具有良好职业道德、具有较强分析与解决实际问题能力的高层次、应用型、复合型的专业人才。
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二、考试要求测试考生对于与基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生物技术在食品中的应用相关的基本概念、基础理论的掌握和运用能力。
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三、考试内容第一部分基因工程（一）核酸的制备与检测．的分离纯化和检测．的分离纯化和检测．的分离纯化（二）基因工程中常用工具酶和基因载体．常用工具酶及作用．常用载体（三）目的基因的分离与修饰．目的基因的制备方法．基因突变与修饰（四）重组基因导入．基因重组．受体细胞（概念、种类、选用要求）．克隆．重组体的筛选与外源基因的鉴定（五）外源目的基因的表达与调控．调控机制．调控表达系统第二部分细胞工程（一）植物细胞工程．植物细胞与组织培养技术．植物细胞融合技术．植物细胞质工程技术．植物染色体工程技术（二）动物细胞工程．动物细胞培养技术．动物细胞融合技术．干细胞技术（三）微生物细胞的原生质体融合技术．原生质体制备．原生质体的融合与再生（四）动植物细胞生物反应器．动物细胞培养用生物反应器．植物细胞培养用生物反应器第三部分酶工程（一）酶的生产与修饰．酶生产（生产方法、条件控制）．酶修饰（二）酶和细胞的固定化技术．固定化酶的制备．固定化酶的性质及影响因素．固定化活细胞（三）酶动力学．米氏常数和米氏方程．影响酶促反应的因素（四）酶反应器．酶反应器分类．酶反应器选择第四部分发酵工程（一）发酵菌株选育．菌株来源．菌种的分离和筛选．菌株的选育方法．菌株的衰退、复壮和保藏（二）发酵培养基设计．发酵工业培养基的成分和来源．发酵培养基设计与优化（三）发酵动力学与发酵过程优化控制．发酵动力学．发酵过程优化控制（四）发酵设备．厌氧发酵设备．通风发酵设备（五）发酵产物分离与纯化．发酵液的预处理及固液分离．微生物细胞破碎．发酵产物的提取．发酵提取物的精制第五部分生物技术在食品工业中的应用（一）生物技术在食品加工中的应用．基因工程在食品加工原料中的应用．动植物细胞工程在食品加工中的应用．酶工程在食品加工中的应用．发酵工程在食品加工中的应用．生物技术在食品加工副产物综合利用中的应用（二）生物技术在食品储藏保鲜中的应用．生物技术在果蔬保鲜中的应用．生物技术在粮油类食品防霉保鲜中的应用．生物技术在畜禽类食品保鲜中的应用．生物技术在水产品防腐保鲜中的应用（三）生物技术在食品防腐剂生产中的应用．生物防腐剂的概念．微生物源防腐剂的种类、合成原理、作用及应用（四）生物技术在食品营养与功能因子生产中的应用．生物技术在营养强化剂生产中的应用．生物技术在功能性多糖和低聚糖生产中的应用．生物技术在功能性多肽生产中的应用．生物技术在功能性油脂中的应用．生物技术在功能性酶蛋白生产中的应用（五）生物技术在食品添加剂生产中的应用．生物技术在食品调味剂和香料生产中的应用．生物技术在食用天然色素中的应用．生物技术在食品酶制剂中的应用（六）生物技术在食品检测中的应用．核酸探针技术在食品微生物检测中的应用．聚合酶链式反应（）技术．单克隆抗体技术（抗原、抗体的概念，制备与纯化）．免疫层析技术及应用．酶联免疫吸附技术及应用．基因芯片技术（概念、基本原理、制备方法）及应用．蛋白质芯片飞行质谱技术．生物传感器（概念、基本原理、制备技术）及应用．食品安全溯源及预警技术．转基因食品及其安全性评价建议参考以下教材：《食品生物技术》王岁楼，王艳萍，姜毓君主编，科学出版社年月版。
果蔬加工中几种常见的技术
果蔬加工中几种常见的技术我国果蔬加工业发展迅速，特别是近20年来，其已成为农村经济的支柱产业。
据联合国粮农组织统计，我国果品总产量位居世界前5位，其中苹果产量居第1位、占世界苹果总产量的37.1%，柑橘产量占世界产量柑橘总产量的9.9%、居世界第3位。
特别是近几年，随着果蔬加工业的迅速发展，果蔬加工产品层出不穷，功能性果蔬产品、鲜切果蔬、脱水果蔬、果蔬中功能性成分的提取、果蔬汁的加工以及复合果蔬制品的加工得到了快速发展，本文针对果蔬加工中比较常见的技术，进行论述，以期促进行业的发展。
1、超高压技术与传统热杀菌技术相比，非热加工技术具有杀菌温度低、能较好地保留食品原有的品质、对环境污染小等优点，引起了研究者的广泛关注。
高静压技术，又称高压加工技术或超高压技术，作为装备、工艺与理论日益成熟的非热加工技术，商业化应用脚步不断加快。
HHP技术应用于食品工业以其工艺简单、操作安全、节约能源、绿色环保的优越性，具有极大的发展潜力和广阔的应用前景。
果蔬热敏性强，高静压技术在果蔬加工中可以发挥重要作用，不仅可以杀菌保证其安全，也可以避免高温杀菌导致产品的品质劣变，可广泛用于果汁、蔬菜汁、果蔬罐头、发酵制品、腌制品等。
例如，利用高静压技术可以防止泡椒等发酵制品的软烂、皮肉分离，降低果蔬腌制品的含盐量，提高果蔬罐头的脆度等。
2、膜技术膜分离技术是一种仿生技术，它是利用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。
膜分离技术与传统过滤的不同之处在于：膜可以在分子范围内进行分离，并且这是一个物理过程，不需发生相的变化和添加助剂，产品不受污染，选择性好，处理规模可大可小，可连续也可间歇进行，膜组件可单独使用也可联合使用，工艺简单，操作简便，容易实现自动化操作，并且在常温下进行，挥发性成分(如芳香物质)损失极少，可保持原有的芳香；膜分离过程在密闭的系统中进行，被分离原料无色素分解和褐变反应。
基因芯片技术及其应用
基因芯片技术及其应用摘要：1953年，Waston和Crick发现DNA双螺旋结构，从此开创了分子生物学研究的新时代。
分子生物学的深入发展，使科学家认识到基因调控在生命现象中的重要意义。
1996年底，美国研制出了第一块DNA芯片，从此，基因芯片技术以一种综合、全面、系统的观点来研究生命现象，并充分利用了生物学、信息学等当今带头学科的成果，使生命科学研究的思维方式发生了深刻变化。
关键词：基因芯片基因表达研究应用一、基因芯片的概述所谓基因芯片是以硅、玻璃、微孔滤膜等材料作为承载基片，通过微加工技术，在其上固定密集的不同序列DNA微阵列，一次检测即可获得大量的DNA杂交信息。
其原理是将特定序列的寡核苷酸片段以很高的密度有序地固定在一块玻璃、硅等固体基片上, 作为核酸信息的载体,通过与样品杂交反应来识别、提取信息。
它能在同一时间内分析大量的基因，使人们准确高效地破译遗传密码。
这将是继大规模集成电路后又一次意义深远的科技革命。
固定在芯片的DNA来源可分为三种：1、从不同生物来源分离到的基因、基因片段或其克隆2、cDNA或其表达序列标签3、合成的寡核苷酸基片的材料，微加工技术和检测方法等都会影响芯片的性能。
实际应用是可根据不同需要来选择相应性能的芯片来完成工作。
基因芯片具有以下几种特点：1、并行性。
高度的并行性不仅大大提高实验的进程,并且有利于芯片技术所展示图谱的快速对照和阅读。
2、多样性。
是指在单个芯片中可以进行样品的多方面分析,从而大大提高分析的精确性,避免因不同实验水平产生误差。
3、微化性。
是当前芯片制造中普遍的趋势。
其好处是可以减少试剂用量和反应液体积,从而提高样品浓度和反应速率。
二、基因芯片的设计与制备DNA方阵的构建可大致分为四个步骤：首先，根据需要选择不同材料的载体，同时载体表面需有能与DNA偶联的活性基团，及良好的化学性质，以便测量；然后，选择合适的方阵构建分子，用光刻DNA合成法激活合成，点样；随后进行杂交，杂交条件的选择与芯片中片段的长度和芯片本身的用途有关；最后一步是杂交图谱的检测和读出，分为荧光标记法和质谱法。
分子生物技术在食品检测中的应用
分子生物技术在食品检测中的应用作者：刘爽，师晶晶来源：《现代食品》 2018年第8期近年来，我国食品安全问题频频发生。
随着人们对于食品安全的不断重视，传统食品检测方法因成本高、周期长等缺点，已不能满足食品检测的需要。
分子生物技术具有灵敏度高、简便快捷等优点，在食品检测领域已经得到了广泛的应用。
本文将重点介绍PCR 技术、ELISA 技术、基因芯片技术在食品检测中的应用。
1 PCR 技术在食品检测中的应用聚合酶链式反应（PCR）又称体外DNA 扩增技术，是一种用于扩增特定的DNA 片段的分子生物学技术，具有灵敏度高、特异性强、重复性好、检测速度快等优点。
1.1 转基因食品的检测近年来，转基因食品的安全性问题受到越来越广泛的关注，PCR 技术是一种在核酸水平上检测转基因食品的重要技术。
李忆等[1] 建立了抗除草剂转基因油菜的四重PCR 检测方法，该方法可以实现在一个反应体系中同时检测抗除草剂转基因油菜T45 内源参照基因和多个外源基因成分，节约了模板和试剂，缩短了检测时间，为转基因油菜T45 提供了一种有效的检测手段。
常丽娟等[2] 利用实时荧光定量PCR 检测技术，建立了转基因玉米MIR604 的检测方法。
该方法可检测最低含量为5 个拷贝的MIR604 分子片段，是一种适合我国实验室的定量检测方法。
1.2 食品中微生物的检测与传统的食品中微生物检测方法相比，PCR 技术具有特异性强、灵敏度高、检测速度快等特点，适合用于食品中致病菌的快速筛选。
王大勇等[3] 利用多重PCR 技术，建立了13 种致病菌的检测方法，该方法极大地缩短了检测时间，提高了检测灵敏度，检测下限可以达到103 CFU/mL。
霍胜楠等[4] 建立了3 种食源性致病菌的实时荧光PCR 快速检测技术，该方法可以同时检测食品中金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和志贺氏菌，3 种致病菌的检测灵敏度分别可以达到10-6、10-6、10-7 ng/μL。
微生物学研究在食品工业中的应用与前景分析
微生物学研究在食品工业中的应用与前景分析随着科技的不断发展，食品工业的生产方式也在不断改进，为了更好的保证食品的质量与安全，微生物学在食品工业中也扮演着越来越重要的角色。
本文将从微生物在食品加工中的应用、微生物的检测和控制等方面来探讨微生物学在食品工业中的应用与前景。
一、微生物在食品生产中的应用1. 发酵食品制造微生物在发酵食品制造中扮演着重要的角色，如酸奶、腌菜、面包、啤酒等。
在发酵过程中，微生物可以产生有利于人体健康的降血压、降胆固醇、增加钙质等物质。
2. 食品保鲜微生物可以参与食品的腐败，但同时又有保鲜的作用。
例如，乳酸菌不仅能够延长牛奶的保质期，还可以抑制其他有害菌的繁殖，起到保护人体健康的作用。
3. 调味品制造在调味品制造过程中，微生物的应用也越来越广泛，如味精、酱油、醋等。
在微生物的发酵过程中，产生的酸、氨基酸、核酸等物质能够调节食品的味道和口感。
二、微生物检测与控制除了微生物在食品生产中的应用，微生物的检测和控制也是非常重要的。
食品中的微生物污染会导致食品质量下降、食品安全问题等，因此微生物检测和控制也变得越来越重要。
1. 微生物检测目前微生物在食品工业中的检测主要有传统的培养、荧光PCR、基因芯片等方法。
其中传统的培养方法仍然是目前使用最广泛的方法。
无论使用何种检测方法，最终目的都是针对微生物污染问题进行快速、准确、敏感的检测，并及时采取相应的控制措施。
2. 微生物控制在生产过程中，生产厂家需要采取相应的微生物控制措施，防止微生物的污染。
控制措施的方法一般分为物理方法和化学方法。
物理方法包括高温、低温、紫外线辐射等。
化学方法包括消毒剂等。
相比较而言，物理方法更具优势，因为化学方法可能会在食品中留下残留物，对人体健康产生不良影响。
三、微生物学研究的前景与展望随着食品工业的不断发展，微生物学的应用也在不断提高。
未来，微生物学的研究将逐渐向着以下几个方向展开。
1. 微生物基因工程随着基因工程技术的不断进步，微生物基因工程的应用也将不断扩大。
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收稿日期 :2005 - 03 - 22
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向其他方面扩展 。近几年来 ,基因芯片的应用也开始在食品 工业中崭露头角 。
1 概述
111 概念 基因芯片就是采用微加工和微电子技术将大量的人工
波脂处理的 T 细胞的 cDNA 杂交 ,发现了 4 个新基因 。(3) 在疾病诊断中 : Elek 等[7]利用正常前列腺和前列腺癌中得到 的 cDNA 探针与含有 588 个已知基因的芯片杂交 ,发现至少 19 个基因在正常组织和肿瘤组织中有表达差异 ,从而为该疾 病提供了新的分子生物学诊断依据 。
设计好的基因片段有序地 、高密度地排列在玻璃片或纤维膜 等载体而得到的一种信息检测芯片 ,其本质名字是脱氧核糖 核酸微阵列 。 112 工作原理
基因芯片的工作原理是利用碱基配对的原理来检测样 品的基因 。将待测样品的 DNA 或 RNA 通过 PCR 或 RT2PCR 扩增 、体外转录等技术掺入标记分子后 ,与位于芯片上的已 知碱基顺序的 DNA 探针杂交 ,再通过扫描系统 (如激光共焦 扫描成像检测系统) 检测探针分子杂交信号强度 ,然后以计 算机技术对信号进行综合分析后 ,即可获得样品中大量基因 序列及表达信息 ,以对之做出定性及定量的研究 。 113 主要类型 11311 原位合成型 指根据预先设计的点阵序列在每个位 点通过照相平板印刷技术结合光引导原位寡聚核苷酸合成 技术 直 接 聚 合 得 到 DNA 芯 片 。最 先 开 发 这 一 技 术 的 是 Affymetrix 公司 ,Affymetrix 公司采用这种技术生产的基因芯片 能够在一片 1 cm 多见方的片基上排列几百万个寡聚核苷酸 探针 。该方法有两类 :光引导原位聚合技术与原位喷印合成 技术 。光引导原位聚合技术的原理是在合成碱基单体的 5’ 羟基末端连上一个光敏保护基 。合成的第一步是首先使支 持物羟基化 ,并用光敏保护基团将其保护起来 ,选取适当的 蔽光膜使需要聚合的部位透光 ,其它部位不透光 ,利用光照 射使羟基端解保护 ,然后将一个 5’端保护的核苷酸单体连接 上去 ,这个过程反复进行直至合成完毕 。因为合成所用的单 体分子一端按传统固相合成方法活化 ,另一端受光敏保护基 的保护 ,所以发生偶联的部位反应后仍旧带有光敏保护基 团 。使用多种掩盖物能以更少的合成步骤生产Qi LI Wei2qiang
(云南农业大学食品科学与技术学院 ,云南 昆明 650201)
( College of Food Science and Technology , Yunnan Agricultural University , Kunming , Yunnan 650201 , China)
专论与综述
2005 年第 4 期
阵列 ,在合成循环中探针数目呈指数增长 。芯片原位喷印合 成技术的原理与喷墨打印类似 ,所用技术也是常规的固相合 成方法 ,不过芯片喷印头和墨盒有多个 ,墨盒中装的不是碳 粉而是四种碱基合成的试剂 。喷印头可在整个芯片上移动 并根据芯片上不同位点探针的序列需要将特定的碱基喷印 在芯片上特定位置[3] 。 11312 “点膜”型 先合成好探针 、cDNA 或基因组 DNA ,然 后将其用特殊的自动化微量点样装置将其以比较高的密度 涂布于硝酸纤维膜 、尼龙膜或玻片上 。支持物应事先进行特 定处理 ,例如包被带正电荷的氨基硅烷 ,以便能够牢固地结 合寡核苷酸分子 。该方法比原位合成法简单 ,芯片上探针不 受探针分子大小种类的限制 ,能够灵活机动地根据使用者的 要求制作出符合目的的芯片 ,因此是目前大多数中小型公司 所采用的方法[3 ,4] 。 11313 集成电路型 将杂交技术与微电子技术结合于一体 有目的地通过电子装置检测或控制 DNA 等生物大分子的作 用过程而合成的芯片 。Nanogen 公司开发了多位点电控阵列 并含独立可寻址检测区域的微电子基因芯片 ,其基质全部是 硅 、锗等基础的半导体材料 ,在其上构建 25～400 个微铂电极 位点 ,各个位点可由计算机独立或组合控制 。 114 主要特点 11411 自动化程度高 现在 ,随着基因工程技术的发展和各 学科的交叉渗透 ,基因芯片技术中从基因探针的构建到目的 基因的检出都在很大程度上实现了自动化 。如应用 PCR 仪 快速获得探针 ;用自动杂交系统将放入其中的基因芯片与荧 光标记产物按碱基配对的原则进行固相杂交 ;用激光共聚焦 扫描仪对芯片上的荧光信号进行扫描 ;最后用计算机系统对 每一探针上的荧光信号作比较和检测 ,并显示出有关的信息 等[5] 。 11412 序列数量大 ,检测效率高 由于芯片制造技术的发 展 ,在同一块芯片上已经能放置几千到几十万个基因探针 , 如上海博道基因技术有限公司首次在国内建立以玻璃为载 体 ,以双荧光检测为特点的 BioDoor Chip 技术 ,在国际上首次 将 4000 条新基因共计 8000 个点制作成以玻璃为载体的基因 表达谱芯片 ,并已研制成功多种遗传病产前诊断芯片 ,使用 一块芯片就可检测多种疾病 ,检测效率大大提高 。 11413 成本相对低 尽管基因芯片的制造技术含量很高 , 且一块基因芯片的开发所需人力物力投入也很高 ,但由于各 种工程技术的发展 ,使得基因芯片研究开发的自动化程度不 断提高 ,而一些相关的材料和试剂价格降低 ,再加上其信息 存储量很大 ,可一次进行多种检测 。因此 ,相对多次单一性 检测来说其成本较低 。 11414 应用范围广 由于基因芯片的上述优点 ,基因芯片 在发展了短短十几年就在多个领域得到广泛应用 。如 (1) 在人类基因组测序中 :1996 年 Chee 等[5] 采用固定有 136 528 个寡核苷酸探针的硅片对长度为 1616 kb 的人线粒体基因组 进行测 序 , 测 序 精 确 度 为 99 % ; (2) 找 寻 新 基 因 : 1996 年 Schena 等[6] 用包含 1056 个 cDNA 的芯片与热休克作用和佛
2 在食品工业中的应用
211 在食品营养成分检测中的应用 目前 ,随着社会的发展 ,人们对所消费的食品的要求也
越来越高 ,不但对食品的加工环节的安全性有了更高的要 求 ,而且对食品原料的生产环节也有了更高要求 。传统的检 测方法对食品的营养成分检测是非常繁琐的 ,更不用说对不 同食品的类别和性质进行真伪鉴定了 。基因芯片技术可用 来研究食品的营养成分 ,对食品的类别和性质进行快速准确 的鉴定 。如法国“biomerieux”公司 ,在 2004 年 2 月制作出名为 “食品 专 家 - ID”的 包 括 精 心 选 自 33 种 脊 椎 动 物 的 具 有 88000 个探针的基因芯片 。这种芯片可以用于动物食品的品 质鉴定 ,以确认该食品是否货真价实 ,如在鹅肝酱中是否掺 了廉价的猪肝 ;该芯片还能对食品原料的安全性进行检测 , 如做牛肉干的牛在饲养时是否吃了其他脊椎动物副产品等 。 另外 ,基因芯片还可用于研究营养素的摄入与动物蛋白和基 因表达的关系 ,这将为进一步阐明人类各种营养素缺乏症和 营养过剩引起的疾病 (如 : 夜盲症 、肿瘤 、动脉粥样硬化 、肥 胖 、糖尿病等) 的机理打下基础[8] 。Lyakhovich 等[9] 应用 DNA 芯片技术检测 1 ,252二羟维生素 D3 处理过的乳腺癌细胞的 FGF27 的表达 ,发现无论在 mRNA 水平还是在蛋白水平都有 明显的增加 ,从而首次揭示了维生素 D 可能通过调节 FGF27 的表达而调节细胞的生长分化 。 212 在食品安全性检测中的应用 21211 对致病微生物的检测 食品最常见的污染就是微生 物污染 。因此 ,食品中的病原性微生物的检测是食品卫生检 测中一个重要的方面 。食品被微生物污染不但会造成巨大 的经济损失 ,致病微生物的存在还会严重威胁人类的健康 。 而食品在生产 、加工 、运输 、销售 、消费等各个环节都很容易 被各种病菌污染 。食品微生物的检验是确保食品质量和安 全的重要手段 ,同时也是防止致病菌的污染和各种食源性传 染病的蔓延的重要手段 。传统的生化培养检测方法需要经 过几天的微生物培养和复杂的计数 ,操作费时而繁杂 ,对于 食品这种“等不得”的商品来说 ,这种方法不能及时反映生产 过程或销售过程中的污染情况 ,且灵敏度不高 。其他的分子 生物学方法 (如 PCR 法 ,分支探针 ,肽核酸探针等) 尽管快速 、 灵敏 ,但大多一次只能检测一种微生物 ,且假阳性较多[10] 。 基因芯片不仅快速 、灵敏 ,而且一次可以鉴别多种微生物及 同种微生物的菌株和亚型[11] 。Troesch[12] 等首先将基因芯片 技术用于分枝杆菌的分型及耐药性的鉴定 , 他们通过基因 芯片对 26 种分枝杆菌和所有的耐利福平突变体进行检测 , 均得到了正确的鉴定 。Anthoney[13]等人建立了一个在 4 h 内 便可检测和识别出微生物的方法 ,该法首先通过 PCR 法扩增
摘要 :对基因芯片的概念 、原理及其主要类型作了介绍 ,对基 因芯片的主要特点作了概述 ,详述了基因芯片技术在食品营 养成分检测 、食品微生物检测 、转基因食品检测 、病毒检测中 的应用及其在食品工业中的发展前景 。 关键词 :基因芯片 ;食品工业 ;转基因食品 ;微生物
Abstract :Gene chip technique was a kind of new technique in life science area which was developed since 1990′s. In this article ,conception ,principle and maintypes of gene chip were introduced firstly. Secondly ,main characters of gene chip was summarized. Finally ,the application of gene chip in food nu2 trient components ,microorganism and transgenic food detecting as well as virus detecting ,together with the prospect of Gene chip technique in food industry were discussed. Keywords :Gene chip ;Food industry ;Transgenic food ;Microorganism