基因芯片技术在病原性食品微生物检测中的应用

◎ 迪丽霍玛尔·吾尔开希，刘丽英

（新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院食品农副所，新疆 乌鲁木齐 830011）

基因芯片技术是伴随着人类基因修改计划而兴起的一种技术，而该种技术具有着信息量大、操作简单、可行性强和效率高等优点。基于以上优点，基因芯片技术已经成为食品微生物检测当中必不可少的一种常用手段，如何将该技术应用于病原性食品微生物检测中已经成为了当今食品微生物检测工作的重要问题之一，而基因芯片检测手段作为一种高效精准的检测方式，在对病原性食品微生物的检测过程中也有一些问题需要注意，笔者就基因芯片技术在病原性食品微生物的检测工作进行相关分析。

1 基因芯片技术概述

1.1 概念

基因芯片技术是20世纪90年代才开始出现的一种以生物学为基础的检测技术，通过显微打印、固化技术将数以万计的DNA片段与探针，表现在相应的物体表面上，生成二维DNA排列组合，然后将该排列组合与相应的样品进行杂交，通过对杂交信号的筛选实现对微生物的检测。该项技术应用到了相应的信息技术，所以被称为基因芯片技术。随着生物工程技术的不断发展，该技术已经被应用到了食品安全检测当中。

1.2 主要制备方法

基因芯片的主要制备方法有2种，①点样法。根据样品的特点从基因库中提取相应的序列，进行PCR扩增或者是直接进行人工合成，然后通过特殊的方法将这种序列进行大规模生产，将其固定在相应的样品板上。②原位合成法。通过人工合成，直接将基因序列直接固定到相应的样品板上。两种制备方法在使用过程中都具有高效、简洁的特点。但在基因芯片的制备过程中，一般选择前者，因为前者在有着更强的特异性。

2 在病原性食品微生物检测中的应用

2.1 基本原理

基因芯片在病原性食品微生物检测中的应用，首先要清楚基因芯片的基本原理，其最主要的核心成分就是将各种基因寡核苷酸在物体表面点样，然后将微生物的DNA通过PCR技术进行扩增并标记，再与之前准备的寡核苷酸样品进行杂交，最终通过仪器来检测其中是否有病原微生物。基因芯片技术在应用过程中，由于其自身具有良好的操作性能常用于食品微生物的检测中，由于该技术的操作十分方便，大大提高了我国食品微生物检测工作的效率[1-2]。

2.2 样品的采集制备和DNA分离纯化

我国食品种类繁多，微生物分布也就更加的复杂，因此，利用基因芯片技术检测食品中的微生物时一定要首先解决采集样品以及DNA分离纯化问题。而近几年来的分离纯化技术主要包括2种，①利用金属氢氧化物，采用传统的分离手段。②顺磁珠分离纯化。但在我国一般通常按第二种技术来对DNA进行分离纯化，第二种技术有着简洁、方便、易操作等特点。尤其是应用在食品微生物检测过程中，它能够一次性地将DNA分离纯化出来，十分高效[3]。

2.3 病原性食品微生物检测步骤

①利用PCR技术扩增目的基因。②对基因芯片探针进行结构设计。③设计芯片。④待测食品致病菌样品处理。⑤样品杂交。⑥结果与分析。严格把控每个步骤的严谨性，才能够保证最终检测结果的准确率，同时也能够保证基因芯片技术合理、科学化的应用到食品微生物检测当中，提高食品微生物检测效率。

2.4 应用

基因芯片技术应用到食品微生物检测过程中可一次性检测出所有潜在的致病微生物，也可以利用同一基因芯片对某一个病原性微生物的整体结构、整体功能、整体指标进行仔细的检测与分析，该技术在应用过程中具有非常高的灵敏度与特异性。基因芯片技术可应用到食品微生物各类检测工作中，准确地分析出食品腐败的原因，同时也能够准确找到腐败食品中其他方法无法检测出来的微生物，可以及时地反映出食品当前的状态情况，同时也可以通过对微生物的检测与分析，掌握食品腐败的真正原因[4]。

3 存在的问题与展望

3.1 存在的问题

相对于目前的基因检测技术发展而言，基因芯片技术属于一种新兴技术，具有快速、准确、灵敏等优点，同时在外界条件一致的情况下，可以进行大批量的检测，保证检测结果的准确度，能够有效提高食品微生物检测工作效率。但该项技术在目前发展过程中仍然存在很多问题。①该项技术在使用过程中需要昂贵的设备仪器作为支撑，也就导致该项技术在我国很难广泛地推广使用。②该项技术在开展过程中操作复杂，需要专业性特别强的人才，限制了该技术的适用范围。③在样品选取的过程中可能会造成样品污染，影响到最终检测的准确度。④样品标记与制备具有非常强的复杂性与随机性，容易导致每一个工作人员都会产生不同的结果。以上提到的这些问题都大大影响了基因芯片技术在食品微生物检测中的应用效果。要解决上述问题，相应的部门机构应该简化操作方法与手段，多进行人才培养，提供更全面的技术保障，研制开发出新型检测设备，降低操作难度，减少失误率。制定合理的质量控制标准，保证进术能够广泛地应用在食品微生物检查当中。

3.2 未来的展望

纵观当前国内外基因技术的发展现状，笔者发现，该项技术在国外也是刚进入平台操作阶段，在国内更是处于刚起步状态，相信随着科技的不断发展，研究团队对该项技术不断深入研究，可以更好地保证技术本身的实用性，大大提高该技术的使用效率，使该项技术能够全面推广到我国的食品微生物检测工作中[5-6]。

4 结语

本文详细分析了基因芯片技术在病原性食品生物检测当中的应用问题，希望可以为我国的食品微生物检测工作的开展提供更多的帮助，快速推进基因芯片技术在食品微生物检测当中的应用。