生物芯片技术及其在食品检测中的应用

◎付 华

（济南市食品药品检验检测中心食品检验所，山东 济南 250002）

生物芯片技术及其在食品检测中的应用

◎付 华

（济南市食品药品检验检测中心食品检验所，山东 济南 250002）

生物芯片技术是全新的微量分析的技术，主要内容包括构建方阵、制备样品、化学反应及结果检测4方面的核心技术。生物芯片技术在现代营养学、食品毒理学、食品微生物领域和转基因食品检测中得到大量的应用。生物芯片技术在当前食品检测中的应用，能显著提升食品检测效率，使检测质量得到有效保障。本文主要对生物芯片技术进行简要分析，对生物芯片技术在食品检测中的相关应用策略进行了探讨。

生物芯片技术；食品检测；实际应用；转基因食品

1 生物芯片技术概述

生物芯片技术利用光导原位合成及微量点样的方式，把大量生物大分子，如多肽分子、核酸片段、细胞或组织切片等生物样品有序固化至硅片、玻璃片、尼龙膜或聚丙烯酰胺凝胶等载体的表面，二者结合成为排列密集的二维分子，和已标记的待检测样品的靶分子进行杂交，采用电荷偶联摄像机、激光共聚焦扫描设备等特定仪器对杂交信号强度进行高效、并行、快速检测分析，确定样品中靶分子的实际数量并和标准样品进行对比，达到分析比较的目的［1］。由于该检测技术需要由硅片、玻璃片等作为支持物，在制备过程中需要由模拟计算机的制备技术，因此称为生物芯片技术。

2 生物芯片技术在食品检测中的应用

2.1 生物芯片技术在转基因食品检测中的应用

1983年，第一例转基因作物诞生。1994年，转基因食品在美国批准上市后，转基因作为新兴生物技术手段，加工生产的食品越来越多。转基因食品主要包括动物性转基因食品、植物性转基因食品、微生物转基因食品3大类。转基因技术的应用可增加农作物产量、降低生产成本、提高农作物抗病虫害能力，为人们带来巨大经济利益［2］。转基因食品类别越来越多，生产的规模和数量越来越庞大，由此产生了一系列转基因食品安全问题。近几年来，人们对于转基因食品安全问题越来越关注，转基因食品的检测和鉴定逐渐成为满足公众食品安全知情权的重要核心技术。生物芯片检测技术将探针分子固定至硅片等支持物上并与标记样品分子进行杂交，通过对各个探针分子杂交信号强度的检测和对检测结果的分析和比较，获得样品分子的数量和序列，判断该检测样品是否含有转基因成分、是否在安全限度规格内。利用生物芯片技术检测转基因食品具有简单快速、自动化程度高、假阳性低、特异性强等特点，可检测鲜活动植物材料和食用成品，值得广泛推广使用。

2.2 生物芯片技术在食品微生物检测中的应用

病原性微生物检测属于食品检测中的重要项目，科学合理的检测致病微生物可避免被污染的食品被人误食、威胁人类健康，同时可避免巨大的经济损失和社会危害。食品在生产、加工、运输和销售及消费各个环节中易遭受各类病菌的污染，因此要进行检测予以防范。利用生物芯片技术对食品微生物进行检测，将常见致病微生物的特异基因按照序列制备成基因芯片，利用碱基互补配对原理对待检测样品进行杂交，通过数据分析比较判断待检测样品中致病微生物含量，从而确定食品是否受到致病微生物污染。

2.3 生物芯片技术在食品营养成分分析检测中的应用

食物中的营养成分和细胞作用后，细胞外部形态和内部代谢过程会发生变化，直接表现为基因表达的变化。利用生物芯片检测技术，分析检测营养物质对细胞基因表达的影响，可了解营养成分的作用机制［3］。在检测过程中，对比营养成分作用前后的变化，评价毒性和活性，从而确认物质的作用靶点。利用生物芯片检测技术，可开展营养和肿瘤相关基因表达的研究，分析营养和免疫系统疾病、心血管系统疾病的关系，避免食品营养成分对人体造成不良影响。

2.4 生物芯片技术在食品原料检测中的应用

利用生物芯片技术可进行农药筛选，检测各类农作物的相关基因组。采用生物芯片技术，利用比较差异的表达来寻找新的基因，检测样品中的基因的表达水平。通过对后基因组学的分析和相关研究实现食品原料作物的疾病检疫和检测［4］。充分利用基因芯片自身优势，有利于详细确定作物各个基因的具体功能，有利于对除草剂、植物激素、光量、光质、肥力和干旱等因素对作物的影响进行分析，通过采用合理的处理措施促进作物朝向期望方向发展。利用生物芯片技术，不仅可减少新品种的培育时间，还可有效缩短食品原料新品种培育的过程。伴随基因组序检测工作的深入发展，将有更多植物病害的微生物基因组被解码，利用表达序列标签制备成植物检疫芯片，实现快速诊断植物病害，有利于在植物发病前实施针对性的预防。

3 结语

生物芯片技术是一项新兴的微生物的技术，在食品检测中的应用具有十分重要的意义。通过利用生物芯片技术检测食品中的相关不安全因素，可达到确保食品安全的目的。随着生物芯片技术的进一步发展，生物芯片技术在食品检测中的应用将会越来越广泛，生物芯片技术的不断更新，可满足不断增长的食品安全检测的需要，从而保障食品的食用安全。

［1］谢修志.生物技术在食品检测方面的应用［J］.生物技术通报，2010（1）：68-72，77.

［2］张 华，王 静.生物芯片技术在食品检测中的应用［J］.生物信息学，2004（3）：43-48.

［3］张奇志，邓欢英.生物芯片技术及其在食品检测中的应用［J］.食品研究与开发，2006（8）：206-209.

［4］潘云娣，杨文鸽.现代生物技术在食品检测中的应用［J］.生物技术通报，2004（6）：26-29.

The application of Biological chip technology in food inspection

Fu Hua
（Jinan Testing Center of Food and Drug Control， Testing Institute of Food， Jinan 250002， China）

The new micro analysis technology of biological chip technology includes the construction of square matrix， preparation of samples， chemical reaction and the results of detection of four core technologies. Bio chip technology has been widely used in the feld of nutrition， food toxicology， food microbiology and genetically modified food. The application of bio chip technology in food detection can improve the detection efficiency significantly and the quality of the detection can be guaranteed effectively. In this paper， a simple analysis of biological chip technology and the biological chip technology in food testing for the practical application.

Biological chip technology； Food inspection； Practical application； Genetically modifed food

TS207

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.16.007