生物技术在食品检测中的应用研究
摘 要：当代社会人类对食品安全的关注度越来越高，相应的食品检测技术也得到不断改善。其中生物技术挥了重要的作用，PCR技术、酶联免疫吸附技术（ELISA）、PCR-免疫技术（PCR-ELISA）、免疫亲合色谱（IAC）、生物芯片（Biochips） 等技术以各自的优点，被广泛地运用于食品检测领域。
食品安全不仅直接关系到人类的健康，还与国家的发展息息相关。近年来频发的食品安全问题使得公众和政府对食品检测高度重视。本文概括描述了PCR技术、酶联免疫吸附技术、PCR-免疫技术、免疫亲合色谱、生物芯片这几种技术在食品检测中的应用，并进行了前景展望。
一、PCR技术
聚合酶链反应 （polymerase chain reaction，PCR），是一种扩增DNA片段的方法，原理是在DNA模板、引物、dNTP、缓冲液、MgCl2溶液和热稳定DNA聚合酶的反应混合物中，通过模板DNA和引物之间的变性、复性和延伸这3步反应为一个周期，循环进行，指数增加DNA片段含量。其以特异性和灵敏度高、快速等优点，广泛地应用在食品微生物检测中。
Rahn等[1]第一次用PCR的方法对沙门氏菌进行了检测，检出率为99.4%。Germini等[2]对鸡蛋中的大肠杆菌O157：H7、沙门氏菌和单增李斯特菌等进行了多重 PCR检测。何鸿举等[3]等利用该技术快速检测了腐烂苹果的扩展青霉菌。
二、ELISA 技术
酶联免疫吸附技术（enzyme-linked immu-nosorbent assay，ELISA）是建立在免疫酶学基础上，利用酶标记的抗体或抗原作为主要试剂，根据抗原抗体反应的高度特异性，通过复合物中的酶催化底物呈色反应来对样品中特定物质进行定性或定量的技术。此项技术在农药和病原微生物、转基因食品、兽药残留、违法添加物质、等食品安全检测方面广泛应用，如恩诺沙星和瘦肉精等。
三、PCR-ELISA 技术
PCR-ELISA 技术，也叫免疫-PCR技术，是将上述两种技术联合起来的一种技术。主要原理是将DNA分子作为标记物，在对DNA进行PCR扩增和电泳分析的同时进行抗原抗体反应。常用生物素作为连接分子，可形成抗原-抗体-亲和素-生物素-DNA复合物，然后加入PCR扩增后的标记DNA。此法极大提高了检测抗原的灵敏度，部分研究中显示是ELISA 的10万倍左右。Malomy等用此法检测沙门氏菌，添加扩增内标后，当沙门氏菌浓度为104 CFU/mL时，可检测出100% 的阳性样品。这种方法与传统方法相比，一致性为100% 。
四、IAC 技术
免疫亲和色谱技术 （immnuoaffnity chromatography，IAC）是一种固相萃取技术。将抗体与惰性微珠共价结合形成免疫亲和柱，让含抗原的溶液流过柱子，抗原与固定了的抗体结合被截留，而其他物质则沿柱子流下，再洗脱抗原，得到纯化的抗原，通常能一次性达到1000-10000倍的提纯效率。IAC 技术已成为食品等检测中一种重要的前处理方法。
这项技术在兽药残留中的应用非常广泛。应用IAC分析生物样本中的爱比菌素，回收率80%～86%。2000年李俊锁等在猪肉中添加l0～100ug/kg 的磺胺药物时，回收率在 70.8%～94.1% 。
五、生物芯片
生物芯片（biochips）是运用分子生物学、分析化学和基因资讯等原理设计而成，进行高通量快速运算的集成芯片。常在小型基片上有序地点阵排列一系列位置固定的识别分子，将待测样品加入其中进行杂交反应，反应强度利用化学发光法、同位素法或酶标法等显示，进而用CCD摄像技术或精密扫描仪纪录，最后利用软件来处理、综合并分析待测样品信息。生物芯片与传统的PCR相比，具有高通量、快速、精确、低成本等优势。目前在食品安全检测中主要为基因芯片，蛋白质芯片也得到了一定程度的应用。
1.基因芯片
基因芯片（gene chips，DNA micro-arrays）的探针是大量DNA或寡核苷酸。基因芯片把大量已知序列探针集成在同一基片上，经过标记的样本的若干靶核苷酸序列通过与芯片特定位置上的探针杂交，根据碱基互补匹配原则，可确定样本核苷酸的序列。通过处理和分析基因芯片杂交检测图像，对样品中的大量基因信息进行分析。该技术优点为灵敏和高效等。
Hardy等利用该技术对缺失型DMD患者进行了检测。Borucki等建立了混合基因组微阵列的方法，能准确鉴别出各种近缘单核增多李斯特菌分离物。Gabig-Ciminska等采用该方法，4h内检出细菌细胞或芽孢。
2.蛋白芯片
蛋白质芯片（Protein Array）是蛋白质与蛋白质结合的芯片技术。对固相载体进行特殊的化学处理，再将已知序列的蛋白探针（酶、受体、配体、抗原、抗体等）固定在基片上，根据蛋白质的相互结合作用，如受体配体特异性结合、抗原抗体特异性结合等，捕获待测蛋白。常用于转基因食品的安全监测等，并可快速、大量的对食品样本进行检测。
左鹏等用该技术快速测定了食品中的氯霉素和磺胺二甲嘧啶。郭志红等对猪和鸡的组织样品中的克仑特罗、链霉素等进行检测，结果表明蛋白芯片试剂盒与ELISA试剂盒检测效率相当，且与确证方法保持很强的一致性。
“民以食为天”，而近年来，食品安全问题频频爆发，不但严重影响了人民群众的健康，甚至一定程度上影响了整个国家的稳定与发展。而食品安全检测技术对食品安全的保障起了很重要的作用。而生物技术在食品安全检测中占有一席之地，包括上文论述的各种技术。
其中生物芯片技术因其可在一次反应中进行多种信息的平行分析，而备受研究者的瞩目。特别是基因芯片，其在人类基因组计划研究中的应用，使其得到了快速而长足的发展。鉴于生物芯片技术在食品检测方面的显著优势，其可能成为未来食品检测技术发展的重要方向。该技术应向快速简便、低成本、广适用范围、高灵敏度和高精确度方向发展。
当然，其他几项检测技术也需要得到全方位的改善，“百家争鸣”的局势将会促进这些技术的共同发展，从而为人类的生活带来更多便利。
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