基因芯片技术及其在食品检测中的应用

◎ 佘灵顺

（汕尾市食品药品检验所，广东 汕尾 516600）

科学家们对于生命研究的领域变得越来越广泛，基因芯片技术迅速发展为一项成熟的高新技术。基因芯片技术主要是研究基因功能和基因表达方面检测的技术，它利用了生物、化学、半导体微电子、激光等高新科技进行研究，关联着生物和信息技术两大方面，将两种学科进行了综合性研究，是现在世界研究领域中比较综合和交叉性较强的研究重点。1996年，世界上第一块商业化的DNA芯片的诞生，随后基因芯片技术开始被广泛应用，基因芯片技术的研究到达了一个新的阶段。

1 基因芯片技术的优点

1.1 检测技术层面的显著提升

传统的检测方法速度较慢，并且要进行大量的人工操作，在数据分析上的精准度也不是很高，分析速度也比较缓慢。而基因芯片技术可以利用多种参数进行分析，不需要人工操作，可自行进行全自动分析；基因芯片技术在检测时准确度较高，灵敏度也比较高，分析速度最快。将这种方法应用在检测食品及其相关情况中，对于检测食品中的营养以及其他的物质，还有食品中的安全问题，食品的质量保障，对于检测食品中的有害物质，保障食品食用者的健康都会产生巨大的作用[1]。

1.2 对食品本身的好处

基因工程技术不仅仅局限于检测食品的安全性和食品中的物质含量以及其他各种成分，还可以将食品中的原料成分进行重组，改变口感以及食物的性能，对食物中的碳水化合物、脂肪、糖分等各种成分进行重组，使得食物口感变得更加好并且更有营养。在一些保鲜较为困难的食品上，利用基因工程技术可以延长这些食品的保质期，使这些食品并不易腐败；可以缩短一些作物的生长期，使一年内可以产出更多的作物；对于一些比较稀少的食品来说，基因改造技术可以进行复制，使得这些食物的生长数量可以大大地提升[2]。基因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。这更能够方便科研人员了解食品的性质，进而可以对其进行针对性改造，这对于食品性能的发挥极为重要[3]。

1.3 对环境的好处

基因工程技术提高了农作物的成活率，大大减少了作物在生长过程中需要使用的化肥数量和农药的数量，减少了由于农药或者一些其他的作物催熟物质对于环境或者是食品本身的危害，避免了环境的污染和破坏。

2 基因芯片技术的影响

基因芯片技术在逐渐成熟的应用中也影响着人们的生活，并提高人们的生活质量。其应用也非常广泛，例如检测食品中的安全问题，检测人体中的潜在危害等。它的优点是快速、高效、准确、安全，因此在今后各种方面的检测中基因芯片技术必将成为主流技术，保护人们的健康，提高食品的质量水平，促进国家科学技术的发展，提高经济水平。

2.1 基因芯片技术对转基因食品检测的影响

当今社会，转基因食品和转基因农作物大量出现，人们对这些转基因食品看法也不同，认为其有利，也有认为其有弊的。只有科技才能揭开这些争端的真面目，所以这时候基因芯片技术就发挥了重要的作用，不仅方便，而且可靠、安全，具有信服度。转基因食品现在已经创造出了许多以前不存在的食品，并且提高了普通食物的美观度和味道，增加了许多营养，解决了许多的食物问题的同时，也让人们一饱口福，创造了新的经济方式，缓解了食品压力，也让人们感受到了新食品的进步，提高了食品价值[4]。同时，利用基因工程技术，可以人为地改变食品中的基因，从而创造出新的食品，如黑色的玉米等，不仅能提高食物的抗病虫能力，还能延长了食品的寿命。目前，转基因食品有转基因番茄、转基因大米、转基因玉米，其食品性能都超过了原本的食物本性，深受人们的喜爱，也由于它们好看的外观和吸引人的味道，在市场上占据着越来越重要的地位。

转基因食品在取得巨大的经济效益的同时，其安全问题也深得人们的考虑。在当今社会上，由于新闻影响或者是其他传媒手段的传播，转基因食品的安全问题逐渐被人们所思考，人们在享受转基因食品带来的好处的同时，也在思考其对人身体的影响，越来越多的人开始抵制转基因食品，并且以相当快的速度传开，一时间，转基因食品的安全问题成为人们热议的话题。同时，许多的科技机构在媒体发表自己关于转基因食品研究成果，声音有利的也有弊的。基因芯片技术在食品中的应用成为新的研究领域,利用基因芯片技术研究食品的营养成分，营养素与蛋白和基因表达的关系，将为揭示肥胖的发生机理和预防打下基础。在营养缺乏时，有140个基因表达增加；而在营养丰富时，有36个基因表达较多。相关学者应用DNA芯片技术检测1，25-二羟维生素D3处理过的乳腺癌细胞的FGF-7的表达，发现无论在mRNA水平还是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FGF-7的表达而调节细胞的生长分化[5]。

2.2 基因芯片对食品中微生物的影响

作为农业大国，我国的食品进出口在世界上占有很重要的地位，但我国每年的粮食浪费在粮食生产中也占有很大的比重。其重要的原因就是粮作物受害虫和病毒的影响大量减产。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[6]。

3 结语

基因芯片技术的应用范围非常广泛，并且有很多的优点以及使用的便利点，但是凡事都有两面性，一定要看清基因芯片技术的缺陷，在使用的过程中多加小心。在研究经费的使用上还比较庞大，所以还需要国家政策进行扶持和研究者的不懈努力进行改善。基因芯片技术是潜力非常大的一门技术，可广泛应用于食品安全监测、食品种植、食品的售卖方面，希望能使用这种有希望的技术实现食品技术方面的提升。

[1]胡 娜，许 杨.基因芯片技术及其在食品检测中的应用[J].中华预防医学杂志，2005，39（2）：140-142.

[2]张高祥，陈一资，黄小波.基因芯片技术及其在食品安全检测中的应用[J].中国国境卫生检疫杂志，2007，30（2）：125-127.

[3]杜巍.基因芯片技术在食品检测中的应用[J].生物技术通讯，2006，17（2）：296-298.

[4]张高祥，陈一资，黄小波.基因芯片技术及其在食品安全检测中的应用[J].中国国境卫生检疫杂志，2007，30（2）：125-127.

[5]王运照，胡文忠，李婷婷，等.基因芯片在微生物检测中的应用研究及发展状况[C]//中国食品科学技术学会年会.2014.

[6]孙岩琳.分子生物学方法在食品微生物检测中的应用研究[J].科学技术创新，2016（10）：118.