生物芯片技术及其在食品检测中的应用

□ 梁耀娟 北海市产品质量检验所

1 生物芯片技术概述

具体来讲，生物芯片技术是运用原位合成等方法，在硅胶片等支持物的表面有序固定大量生物大分子，包括细胞、核酸片段等，促使有二维分子排列形成，杂交已经完成标记的待测生物样品中的靶分子，借助于相关仪器来科学高效地检测分析杂交信号强度，以便对样品中的靶分子数量有效判断，促使分析检测目的得到顺利实现。目前出现了诸多种类的生物芯片，有着不同的划分依据，如根据作用对象的差异，可以划分为基因芯片、细胞芯片等；而根据原理，又可以划分为为通道型微阵列芯片、元件型微阵列芯片等。其中，基因芯片因为具有较大优势，得到了最为广泛的运用，蛋白质芯片、组织芯片也有着较为广泛的运用范围。在具体实践中，需要结合食品检测的要求和实际情况，科学选择生物芯片技术。

2 生物芯片技术在食品检测中的应用

2.1 生物芯片技术在食品微生物检测中的应用

有很多致病微生物存在于食品中，那么通过食品微生物检测就是为了将食品中含有的病原性微生物给及时准确地检测出来，以便促使人类身体健康得到保障。过去往往采用生物培养检测的方法，需要进行十分繁杂的操作环节，且无法将食品污染情况及时反映出来，食品安全性得不到保证，威胁到消费者的身体健康。之后采用PCR检测技术，此种方法灵敏度较高，但需要较高的成本，存在着诸多弊端。那么，就需要采取生物芯片技术。国外有学者设计了诊断芯片，其根据高度保守基因序列，将不同菌种之间的差异序列作为靶基因，然后在芯片表面布置同种细菌不同血清型所持有的标志基因。相较于传统检测技术，此种方法具有较高的敏感度，且操作环节较少，具有较好的重复性。

2.2 生物芯片技术在转基因食品检测中的应用

进入新时期后，基因工程技术日趋成熟，市场上出现了越来越多的转基因食品。但人们普遍都比较担忧转基因食品的不可预期影响，为了维护消费者的知情权和选择权，就需要积极运用生物芯片技术进行检测。20世纪90年代，出现了两种转基因食品检测技术，分别是PCR法和酶联免疫吸附检测法，后者可能会改变成分性质，而PCR法在运用过程中，很多因素都会对其结果准确性造成影响，且交叉感染问题很容易出现，这样就无法快速有效地检测转基因食品。针对这种情况，就可以采取基因芯片技术。本技术在支持物上固定大量的探针分子，杂交标记的样品分子，然后对每一个探针分子杂交信号的强度进行检测，分析获取到的各项数据，就可以对样品分子的序列、数量等信息有效了解，进而对样品中是否含有转基因成分科学判断，保证食品的安全性。

2.3 生物芯片技术在食品原料检测中的应用

在对基因突变的食品原料作物筛选过程中，也可以有效运用基因芯片技术，以便将具有更高经济价值和更好抗病性、抗虫性的作物给找出来。借助于基因芯片技术，能够对作物不同基因功能更好的了解，可以判断作物受到不同因素的影响状况，如干旱、肥力、光量等，以便科学处理，提升作物产品，也可以更好地培育食品原料作物新品种。进入新时期后，美国有公司已经将多种检测系统给开发出来，能够有效检测转基因食品原料，具有较大的发展潜力。

2.4 生物芯片技术在食品毒理学研究中的应用

过去的食品毒理学研究中，将动物实验模式运用过来，其能够对毒物的整体毒性效应、毒物代谢情况等科学研究，但是此种技术需要花费大量的时间和精力，且需要将很多动物投入到实验中来。而通过生物芯片技术的运用，能够同时有效分析几千个基因表达，可以更好地研究人体免疫系统受到新型食品资源的影响情况，还能够科学分析单个、多个混合体的有害成分。现阶段，动物实验依然具有一定的运用价值，还无法被生物芯片完全取代，但通过生物芯片技术的运用，能够获取到更多有用的信息，很多生物实验可以被省略掉，节约人力资源和时间资源。目前，世界上已经出现了很多毒理学基因芯片，且经过不断实践，逐步成熟。比如，美国研制出来的ToxChip基因芯片，能够将人体基因表达受到有害化学物质的影响情况灵敏地检测出来。

2.5 生物芯片技术在食品营养成分检测中的应用

细胞与营养成分发生作用后，将会改变细胞的外部形态，内部也会出现正常的代谢过程。而基因表达变化则可以充分体现内部生理活性的变化，那么通过对细胞基因表达受到营养物质影响情况进行检测和分析，就能够对营养成分的作用机制科学推测，对营养成分前后细胞的变化情况科学观察，就能够对其活性、毒性正确判断，以便对物质的作用靶位点有效确认。

3 结语

相较于传统的食品检测技术，生物芯片技术具有一系列的优势，其具有更高的灵敏度和检测效率。通过有机结合生物芯片技术和食品安全检测，将会有效提升食品安全检测水平，推动生物芯片技术的发展。我国要紧跟时代发展步伐，深入研究生物芯片技术，以便推动食品检测领域的整体进步和发展。