現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

劉重慧 - 范譽(yù)川 - 徐明宇 - 魏 濤

(1. 北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院，北京 100191；2. 生物活性物質(zhì)與功能食品北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191) (1. College of Biochemical Engineering of Beijing Union University, Beijing 100191, China; 2. Municipal Key Laboratory of Biologically Active Substances and Functional Food, Beijing 100191, China)

現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

劉重慧1,2LIUChong-hui1,2范譽(yù)川1,2FANYu-chuan1,2徐明宇1,2XUMing-yu1,2魏 濤1,2WEITao1,2

(1. 北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院，北京 100191；2. 生物活性物質(zhì)與功能食品北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191) (1.CollegeofBiochemicalEngineeringofBeijingUnionUniversity,Beijing100191,China; 2.MunicipalKeyLaboratoryofBiologicallyActiveSubstancesandFunctionalFood,Beijing100191,China)

現(xiàn)代生物檢驗(yàn)技術(shù)因特異性強(qiáng)、靈敏度高、檢測(cè)結(jié)果精確等優(yōu)點(diǎn)，在食品檢驗(yàn)中有良好的應(yīng)用前景。文章就生物傳感器技術(shù)、生物芯片技術(shù)、ELISA、PCR等生物技術(shù)方法在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，以期為上述技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用提供參考。

生物傳感器技術(shù)；生物芯片技術(shù)；ELISA；PCR；食品檢驗(yàn)

食品安全問(wèn)題與人民群眾的身體健康和生命安全息息相關(guān)，民眾對(duì)食品的質(zhì)量與安全問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，這對(duì)食品的檢驗(yàn)方法和技術(shù)提出了更嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)食品檢驗(yàn)主要通過(guò)物理、化學(xué)儀器的檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中易受到多種因素的影響，檢測(cè)效率低，結(jié)果不穩(wěn)定，無(wú)法滿足現(xiàn)代化食品檢測(cè)的需要。隨著分子生物學(xué)，基因工程等研究的不斷深入，現(xiàn)代生物檢測(cè)技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。現(xiàn)代生物檢測(cè)技術(shù)特異性強(qiáng)、安全、環(huán)保、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，對(duì)現(xiàn)代食品檢測(cè)的發(fā)展起到了積極作用。文章闡述了生物傳感器技術(shù)、生物芯片技術(shù)、ELISA、PCR等現(xiàn)代生物技術(shù)的研究現(xiàn)狀、發(fā)展方向及在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用，這些現(xiàn)代生物技術(shù)在食品的檢驗(yàn)中表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì)和良好的應(yīng)用前景。

1 生物傳感器技術(shù)

1.1 原理及特點(diǎn)

最權(quán)威的關(guān)于生物傳感器的定義是Bio-sensor雜志于1990年提出來(lái)的，它將一種生物材料或生物衍生材料、生物模擬材料與物理化學(xué)傳感器或者微系統(tǒng)密切結(jié)合起來(lái)，行使其檢測(cè)分析功能，這種傳感器或微系統(tǒng)可以是光學(xué)的、熱學(xué)的、電化學(xué)的、壓電的或磁學(xué)的[1]。生物傳感器由2個(gè)元件組成：生物傳感器識(shí)別元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換元件(換能器)。生物傳感器技術(shù)的創(chuàng)新之處在于將生物反應(yīng)技術(shù)和生物特征二者整合分析，使之在生物傳感器的識(shí)別系統(tǒng)中被識(shí)別并分析，然后通過(guò)被測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換進(jìn)而得出食品中的成分和有害物質(zhì)的含量[2]?；诳乖?抗體特異性結(jié)合為理論基礎(chǔ)的免疫傳感器在實(shí)際中的應(yīng)用最為廣泛[3]。

生物傳感器分析技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、精確度高、快速篩查、便于攜帶、對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行定量分析、在線監(jiān)測(cè)及成本低等優(yōu)點(diǎn)。它作為一種多學(xué)科交叉的新技術(shù)，在食品質(zhì)量安全檢測(cè)中正發(fā)展成為一種強(qiáng)有力的分析工具[4]。

1.2 研究現(xiàn)狀

隨著生物學(xué)和物理化學(xué)的不斷發(fā)展，各種檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，生物傳感器技術(shù)也得到了快速發(fā)展。電化學(xué)生物傳感器是一種將生物反應(yīng)技術(shù)與電化學(xué)分析方法相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的具有高效、靈敏、選擇性好、操作簡(jiǎn)單且成本低等優(yōu)點(diǎn)的生物傳感器[5]。石墨烯等碳納米材料具有生物相容性高、比表面積大、表面活性位點(diǎn)高等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地應(yīng)用到生物傳感器領(lǐng)域。近年來(lái)將碳納米復(fù)合材料、化學(xué)以及生物等多種放大技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器的研究越來(lái)越多[5]?；谛滦图{米材料催化、酶催化、無(wú)酶催化[6]以及生物學(xué)放大技術(shù)用于蛋白質(zhì)檢測(cè)的電化學(xué)的生物傳感器的研究也成為了相關(guān)研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。納米傳感器在檢測(cè)食品包裝內(nèi)氣體、食品中小分子和食源性致病菌方面的研究取得了很好的效果，與傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法相比，其最大的優(yōu)勢(shì)在于可在不破壞食品包裝的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)食品質(zhì)量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[7]，在食品檢驗(yàn)中有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價(jià)值。然而，這項(xiàng)技術(shù)尚不能完全取代傳統(tǒng)的食品檢驗(yàn)技術(shù)，納米傳感器材料成本控制、納米材料向食品中的遷移及食用安全性評(píng)價(jià)、納米傳感器與宏觀世界的溝通等問(wèn)題，是這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中有待解決的課題[8]。近年發(fā)展起來(lái)的生物傳感器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)——電子鼻檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)靈敏、高效[9-10]，但其易受環(huán)境因素的影響，開(kāi)發(fā)特異性強(qiáng)的新型傳感器材料是該技術(shù)的主要方向[11]。近年來(lái)在生物傳感器基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電子舌技術(shù)可以模擬人類的味覺(jué)，快速方便地檢測(cè)食品的特性，該技術(shù)也是目前研究的熱點(diǎn)[12]。

1.3 在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

生物傳感器技術(shù)可以對(duì)食物中的有害微生物、病毒、農(nóng)藥及非法添加物進(jìn)行檢測(cè)。Luo等[13]建立了一種ATP生物發(fā)光法快速檢測(cè)細(xì)菌數(shù)量的生物傳感器，該生物傳感器由2個(gè)主要元件構(gòu)成，包括作為采樣器的一次性敏感元件和作為檢測(cè)器的光電倍增管。該方法通過(guò)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)ATP與熒光素-熒光素酶試劑反應(yīng)發(fā)光，生物發(fā)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)由光度計(jì)測(cè)量檢測(cè)細(xì)菌數(shù)量。Grossi等[14]介紹了一種便攜式基于阻抗測(cè)量方法的生物傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有待測(cè)樣品孵化室系統(tǒng)，用來(lái)控制目標(biāo)溫度的調(diào)溫板和阻抗測(cè)量板，該技術(shù)可監(jiān)測(cè)由于細(xì)菌代謝使待測(cè)樣品產(chǎn)生的電特性的變化，從而檢測(cè)細(xì)菌濃度。Yang等[15]第一次報(bào)道了以電滲流為基礎(chǔ)的生物傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該生物傳感器是基于電滲流通過(guò)單壁碳納米管(SWNTs)-抗體復(fù)合物，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)作為“生物半導(dǎo)體”，再通過(guò)銀電極連接歐姆表，通過(guò)監(jiān)測(cè)電阻的變化反映抗原-抗體變化。此外，還可以采用第二抗體用來(lái)標(biāo)記靶分子，作為一個(gè)額外的測(cè)量，以驗(yàn)證或放大信號(hào)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了許多農(nóng)藥殘留檢測(cè)方面的生物傳感器的研究。其中酶、免疫傳感器等的應(yīng)用最為廣泛[16]。萊克多巴胺、鹽酸克侖特羅等藥物是目前監(jiān)測(cè)出來(lái)的“瘦肉精”的主要成分，它們屬于中度蓄積性藥物，對(duì)人體有害，中國(guó)已明確禁止在動(dòng)物飼料及其飲用水中使用。目前已研究出各種SPR(表面等離子體共振)生物傳感器可對(duì)食品中的這些物質(zhì)進(jìn)行精確地監(jiān)測(cè)，李會(huì)芹等[17]報(bào)道了一種基于光學(xué)表面等離子共振測(cè)量方法的生物傳感器技術(shù)，該技術(shù)將鹽酸克倫特羅抗原固定于表面金膜的表面，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)抑制法監(jiān)測(cè)其微量的物質(zhì)量的波動(dòng)，從而測(cè)得樣品中鹽酸克倫特羅含量。

2 生物芯片技術(shù)

2.1 原理及特點(diǎn)

采用光導(dǎo)原位合成或微量點(diǎn)樣等方法，將生物大分子比如核酸片段、多肽分子、組織切片、細(xì)胞等生物樣品有序地固定于玻片、聚丙烯酰胺凝膠等支持物的表面，然后通過(guò)與已標(biāo)記的待測(cè)生物樣品中的靶分子雜交，用特定的檢測(cè)儀器對(duì)雜交信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行高效快速地檢測(cè)分析，從而判斷樣品中靶分子的數(shù)量[18]。

生物芯片技術(shù)是食品檢驗(yàn)中最快速、高通量、最適用的高新檢測(cè)技術(shù)。生物芯片技術(shù)使用方便、分析速度快、樣品和試劑消耗低，由于標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化程度高使檢測(cè)重現(xiàn)性較好[19]。生物芯片具有多樣性、微型化和自動(dòng)化特點(diǎn)，可在單個(gè)芯片上進(jìn)行高通量的檢測(cè)，而且可以對(duì)樣本的多個(gè)方面進(jìn)行分析，由于檢測(cè)過(guò)程是平行的，可以排除其他因素造成的試驗(yàn)差異，使結(jié)果更準(zhǔn)確。

2.2 研究現(xiàn)狀

可視芯片是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型芯片技術(shù)，與傳統(tǒng)生物芯片相比，芯片雜交信號(hào)可直接用肉眼或顯微鏡下觀察，不需要使用昂貴的熒光掃描儀，極大地降低了檢測(cè)成本，該技術(shù)為快速準(zhǔn)確地進(jìn)行食品安全檢測(cè)提供了一種嶄新的技術(shù)平臺(tái)[20]。

毒理芯片Toxchip技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建模型化合物的毒理效應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，研究人員通過(guò)在同一模型系統(tǒng)下將未知的毒物所引起的基因表達(dá)與庫(kù)中的數(shù)據(jù)相對(duì)比，通過(guò)比照分析，從而獲得未知毒物的作用機(jī)理，它可在分子水平上評(píng)價(jià)外界有毒物質(zhì)的毒性狀況[21]。此技術(shù)還可為毒理學(xué)試驗(yàn)，提供有意義的信息，避免許多不必要的動(dòng)物試驗(yàn)，同時(shí)又能降低成本、縮短時(shí)間。

芯片實(shí)驗(yàn)室是生物芯片研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和發(fā)展方向，是一種高度集成的便攜式生物系統(tǒng)，包括從生物樣品的制備到生物活性物質(zhì)的分離、濃縮、擴(kuò)增、檢測(cè)分析及結(jié)果顯示等都會(huì)在一塊芯片上體現(xiàn)，從而使現(xiàn)有繁瑣的、不精確的生化分析過(guò)程實(shí)現(xiàn)微型、連續(xù)、自動(dòng)化，由于整套芯片系統(tǒng)是高度自動(dòng)化的，使檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確和客觀[22]。生物芯片技術(shù)由于其具有巨大的分析檢驗(yàn)?zāi)芰?、樣品用量少、平行性好、通量高、使用?jiǎn)便、高效快速化的優(yōu)點(diǎn)，使其越來(lái)越有可能在未來(lái)的生物學(xué)研究、食品檢測(cè)等方面得到應(yīng)用。隨著大量基因序列被測(cè)定、生物芯片技術(shù)將為生物體生命遺傳信息的處理和應(yīng)用提供可靠的手段，生物芯片技術(shù)的應(yīng)用有很好的產(chǎn)業(yè)化前景。但也有一些需要解決的問(wèn)題，如信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件及分析系統(tǒng)價(jià)格昂貴，芯片的特異性，檢測(cè)信號(hào)的靈敏度有待于進(jìn)一步提高，樣品制備和標(biāo)記的操作需要進(jìn)一步簡(jiǎn)化。

2.3 在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

所有通過(guò)攝食進(jìn)入人體，使人患感染性或中毒性疾病的病原體，統(tǒng)稱為食源性疾病。食品安全檢測(cè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是檢測(cè)是否存在食源性致病微生物。食源性致病微生物廣泛存在于禽肉及制品、奶制品、水產(chǎn)品中[23]。食源性致病微生物對(duì)食品的污染，不僅會(huì)嚴(yán)重威脅人類的身體健康，同時(shí)會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。Kim等[24]專為11個(gè)主要的食源性致病菌，使用比較基因組學(xué)選擇了70個(gè)寡聚核苷酸探針用于微陣列分析，發(fā)現(xiàn)該微陣列與各個(gè)食源性致病菌的基因組DNA表現(xiàn)出高度特異性。Bai等[25]報(bào)道了利用硅基質(zhì)的薄膜型基因芯片可同時(shí)快速、可靠、靈敏地檢測(cè)出11種食源性致病菌。朱許強(qiáng)等[26]運(yùn)用可視基因芯片技術(shù)快速準(zhǔn)確檢測(cè)食品中腸出血性大腸埃希菌、沙門(mén)菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌和志賀菌4種常見(jiàn)產(chǎn)毒微生物；通過(guò)選取這些微生物的基因設(shè)計(jì)探針和引物，在下游引物的5’端標(biāo)記生物素，探針5’端標(biāo)記一段polyT，通過(guò)PCR擴(kuò)增后，將產(chǎn)物與固定于可視芯片的特異性探針進(jìn)行雜交，可以準(zhǔn)確且穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)對(duì)這4種常見(jiàn)產(chǎn)毒微生物的通用檢測(cè)。

伴隨著基因工程技術(shù)的迅速發(fā)展，以基因工程為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。由于轉(zhuǎn)基因食品不同于相同生物來(lái)源的傳統(tǒng)食品，轉(zhuǎn)基因食品中含有通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)入的外源目的基因以及目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)產(chǎn)物，其遺傳性狀發(fā)生了改變，因而可能導(dǎo)致有毒物質(zhì)產(chǎn)生或引起人的過(guò)敏癥狀[27]。消費(fèi)者對(duì)轉(zhuǎn)基因食品有知情權(quán)和選擇權(quán)，為了維護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益，對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的檢驗(yàn)成為相關(guān)法規(guī)的必然要求，轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)技術(shù)的研究已成為當(dāng)前食品檢驗(yàn)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。成曉維等[28]采用基因芯片成功地對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、水稻等樣品進(jìn)行檢測(cè)，雜交結(jié)果明顯直觀，檢測(cè)結(jié)果高效、準(zhǔn)確。Bai等[29]建立了可快速檢測(cè)6種轉(zhuǎn)基因玉米品種的可視基因芯片檢測(cè)方法，該方法特異性強(qiáng)、靈敏度高。

3 酶聯(lián)免疫法

3.1 原理及特點(diǎn)

酶聯(lián)免疫法(enzyme linked immunodeficient assay，ELISA)是在免疫酶基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種免疫測(cè)定技術(shù)。其主要是利用抗原與抗體的高特異性反應(yīng)以及酶的高效催化作用，通過(guò)合適的載體，使酶標(biāo)抗原或抗體與待測(cè)樣品發(fā)生反應(yīng)，形成酶標(biāo)抗原抗體復(fù)合物，加入相應(yīng)的酶底物后，復(fù)合物上的酶催化底物顯色。一定條件下，有色產(chǎn)物量與待測(cè)樣品的含量直接相關(guān)，由此可對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行定性定量分析[30]。酶聯(lián)免疫法作為一種免疫分析檢測(cè)方法，具有操作簡(jiǎn)便、針對(duì)性強(qiáng)、分析容量大、不需要昂貴儀器設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，常被用于食品的安全檢測(cè)[31]。

3.2 研究現(xiàn)狀

隨著親和力高、特異性強(qiáng)的抗體生產(chǎn)技術(shù)日臻完善，酶聯(lián)免疫法在超微量農(nóng)藥殘留分析檢測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)等方面的技術(shù)也在逐漸完善，使ELISA在食品檢驗(yàn)方面具有廣闊的應(yīng)用前景和開(kāi)發(fā)潛力。ELISA技術(shù)的研究熱點(diǎn)是開(kāi)發(fā)特異性強(qiáng)的重組抗原，并且可以進(jìn)行多項(xiàng)標(biāo)記的全自動(dòng)酶聯(lián)免疫測(cè)定方法。提高檢測(cè)樣品的穩(wěn)定性，有利于檢測(cè)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前研究方便快捷的酶聯(lián)免疫試劑盒是ELISA的發(fā)展方向。于洪俠等[32]公開(kāi)了一種檢測(cè)三聚氰胺的酶聯(lián)免疫試劑盒，可快速準(zhǔn)確地檢測(cè)飼料及畜產(chǎn)品中殘留的三聚氰胺。免疫膠體金技術(shù)是繼酶標(biāo)記技術(shù)后發(fā)展起來(lái)的固相標(biāo)記免疫測(cè)定技術(shù)，因其易制備、價(jià)格低、可控性強(qiáng)、不影響待測(cè)樣品的生物活性、檢測(cè)方便、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)在食品檢測(cè)方面有極大的發(fā)展?jié)撃躘33]。目前，利用膠體免疫層析技術(shù)檢測(cè)飼料食品中的真菌毒素[34]、基于膠體金免疫層析技術(shù)結(jié)合免疫金銀染色法檢測(cè)食品中的有害物質(zhì)是目前研究的熱點(diǎn)[35]。

3.3 在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

Wang等[36]建立了基于多克隆抗體和免疫層析試劑條法檢測(cè)黃曲霉毒素M1的競(jìng)爭(zhēng)ELISA快速分析方法，該方法是將辣根過(guò)氧化物酶與黃曲霉毒素M1單克隆抗體進(jìn)行偶聯(lián)后與黃曲霉毒素M1競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)。伍燕華等[37]建立了快速檢測(cè)食品中沙門(mén)氏菌的雙抗夾心ELISA法，采用該法檢測(cè)時(shí)與其他雜菌不存在交叉反應(yīng)，可以快速準(zhǔn)確地檢測(cè)食品中的沙門(mén)氏菌，其特異性強(qiáng)、靈敏度高。過(guò)敏原檢測(cè)方法可以避免許多因食物過(guò)敏造成的健康危害。談超等[38]建立了綠豆過(guò)敏原蛋白間接競(jìng)爭(zhēng)性酶聯(lián)免疫檢測(cè)方法，通過(guò)制備綠豆過(guò)敏原，經(jīng)由新西蘭大耳白兔體內(nèi)免疫，從而制備綠豆過(guò)敏原多克隆抗體，建立間接競(jìng)爭(zhēng)酶聯(lián)免疫方法。ELISA法在轉(zhuǎn)基因食品中也有廣泛的應(yīng)用，通過(guò)制備特異性抗體，建立異種動(dòng)物雙抗體夾心ELISA法可檢測(cè)轉(zhuǎn)基因棉花中的外源蛋白[39]。

4 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

4.1 原理及特點(diǎn)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)(PCR)是在體外一定條件下，以一條單鏈DNA作為模板，加入dNTP、引物，在人工合成的熱穩(wěn)定DNA聚合酶作用下沿著5’-3’方向特異性擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。PCR由高溫變性，低溫退火，恒溫延伸3個(gè)步驟組成[40]。廣泛應(yīng)用于微生物領(lǐng)域。PCR技術(shù)是20世紀(jì)80年代誕生的一項(xiàng)DNA體外擴(kuò)增技術(shù)，該技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)，就在生物科學(xué)的眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)在微生物檢測(cè)中具有快速準(zhǔn)確、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)起始材料質(zhì)量要求不是很高。

4.2 研究現(xiàn)狀

隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，PCR技術(shù)也得到了快速發(fā)展。近來(lái)發(fā)展起來(lái)許多衍生技術(shù)，如：多重PCR技術(shù)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)、ET-PCR等。多重PCR是PCR技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)在同一反應(yīng)體系中加入2對(duì)或2對(duì)以上引物，從而可以同時(shí)擴(kuò)增出多個(gè)目的基因或DNA序列。多重PCR可以擴(kuò)增一個(gè)物種的一個(gè)DNA片段也可以同時(shí)擴(kuò)增多個(gè)物種的不同DNA片段，對(duì)高效快速檢測(cè)具有重要意義，已經(jīng)成為近幾年來(lái)的研究熱點(diǎn)[41]。實(shí)時(shí)熒光定量的基本原理：使樣本核酸擴(kuò)增呈指數(shù)增長(zhǎng)，在反應(yīng)體系和條件完全一致的情況下，反應(yīng)體系中加入熒光染料或熒光探針，由于反應(yīng)體系中的熒光染料或熒光探針(熒光標(biāo)記物)與待測(cè)樣品擴(kuò)增產(chǎn)物結(jié)合發(fā)光，產(chǎn)生熒光量與擴(kuò)增產(chǎn)物量呈正比，通過(guò)監(jiān)測(cè)熒光信號(hào)的積累實(shí)時(shí)了解整個(gè)反應(yīng)進(jìn)程，反應(yīng)結(jié)束后通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)曲線比對(duì)，可對(duì)未知模板進(jìn)行定量分析，該方法操作簡(jiǎn)便，高通量[42-43]。ET-PCR(限制性核酸內(nèi)切酶介導(dǎo)的實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng))允許單鏈單基因和多基因的實(shí)時(shí)分析，并提供核酸重復(fù)的定量分析。經(jīng)檢驗(yàn)ET-PCR分析的靈敏度和特異性均較高，且操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)性強(qiáng)和低污染的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景[44]。

4.3 在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

Belgin等[45]采用免疫磁珠(IMS)分離技術(shù)和多重PCR方法分析大腸桿菌O157:H7的類型，主要通過(guò)檢測(cè)分析待測(cè)新鮮牛肉樣品中大腸桿菌stx1、hly、stx2、fliCH7、eae等因子。趙潔等[46]研究了實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)在腸道微生物的相關(guān)研究中的應(yīng)用，該方法快速準(zhǔn)確，可以提供全面深入的信息。

根據(jù)PCR技術(shù)的作用原理，PCR技術(shù)的應(yīng)用可以改變生物體遺傳物質(zhì)的性質(zhì)，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，PCR往往用于轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)，PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品中的應(yīng)用使轉(zhuǎn)基因類食品的檢測(cè)更加規(guī)范化，且過(guò)程便捷。董立明等[47]應(yīng)用多重PCR技術(shù)，建立了能同時(shí)檢測(cè)CaMV35S啟動(dòng)子、FMV35S啟動(dòng)子、NOS終止子、bar基因、CP4-EPSPS基因和NPTH基因6種最具代表性的商品化的轉(zhuǎn)基因成分，該方法通過(guò)特異性引物設(shè)計(jì)與篩選，優(yōu)化反應(yīng)體系和反應(yīng)程序，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)轉(zhuǎn)基因玉米、大豆、棉花、油菜等各類樣品中相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因成分。該方法為食品中常見(jiàn)轉(zhuǎn)基因成分檢測(cè)提供了一種高效的檢測(cè)手段，有較高的應(yīng)用價(jià)值。邢珍娟等[48]以CP4-EPSPS基因玉米為研究對(duì)象，用玉米常見(jiàn)的3種轉(zhuǎn)基因成分為檢測(cè)靶標(biāo)，建立了直接PCR技術(shù)快速篩查轉(zhuǎn)基因玉米的方法。

5 展望

近些年來(lái)，食源性疾病接連不斷地出現(xiàn)，食品安全問(wèn)題形勢(shì)嚴(yán)峻。如中國(guó)三聚氰胺事件、瘦肉精事件、蘇丹紅事件等令人感到恐慌，還有食品加工新技術(shù)、轉(zhuǎn)基因食品所帶來(lái)的不確定性，及由于環(huán)境的日益惡化，空氣、水質(zhì)、土壤的污染，農(nóng)藥的大量使用等導(dǎo)致農(nóng)牧漁產(chǎn)品的污染，食品安全面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，進(jìn)出口產(chǎn)品的檢驗(yàn)也越來(lái)越嚴(yán)格。新型、高效、準(zhǔn)確、靈敏的食品安全檢測(cè)分析技術(shù)的深入研究和推廣應(yīng)用變得刻不容緩。生物傳感器技術(shù)、生物芯片技術(shù)、酶聯(lián)免疫反應(yīng)技術(shù)、PCR技術(shù)等生物技術(shù)由于其特異性強(qiáng)、檢測(cè)快速準(zhǔn)確在食品檢驗(yàn)方面有良好的應(yīng)用前景。目前，降低成本是使這些生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要方向和趨勢(shì)。

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Theapplicationofmodernbiotechnologyinfoodinspection

As the modern biological technology has such advantages as strong specificity, high sensitivity and accuracy in detection，it has good application prospect in food inspection. In this paper, discuss and study the application of biological sensor technology, the biochip technology, the ELISA (ELISA) and the PCR in the field of food inspection so as to provide some references for the food test in the future.

biosensor technology; biological chip technology; ELISA; PCR technology; food test

北京聯(lián)合大學(xué)教學(xué)改革及專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目(編號(hào)：JJ2015Y071)

劉重慧，女，北京聯(lián)合大學(xué)在讀碩士研究生。

魏濤(1969—)，女，北京聯(lián)合大學(xué)教授，碩士。

E-mail: weitao@buu.edu.cn

2017—04—14

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.09.042