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淺析生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用
近年來(lái)，隨著城市工業(yè)化程度越來(lái)越高，食品安全已成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，下面是小編搜集整理的一篇探究生物技術(shù)在食品檢測(cè)中應(yīng)用的論文范文，供大家閱讀參考。
摘 要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,國(guó)家對(duì)食品安全問(wèn)題的重視程度日益明顯。各種新設(shè)備、新技術(shù)陸續(xù)運(yùn)用到食品檢測(cè)中,當(dāng)中生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用尤為廣泛,生物技術(shù)不但提高了食品檢測(cè)的精確度,也開拓了食品檢測(cè)新的方向。本文根據(jù)筆者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),就生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析,對(duì)相關(guān)從業(yè)人員有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:生物技術(shù) 食品檢測(cè) 基因探針技術(shù) PCR技術(shù)
近年來(lái),隨著城市工業(yè)化程度越來(lái)越高,由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重,食品安全已成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。傳統(tǒng)的食品檢測(cè)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展要求,基因探針?lè)�、PCR技術(shù)、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)、生物芯片和生物傳感器技術(shù)等生物技術(shù)在食品檢測(cè)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。充分利用現(xiàn)代生物技術(shù)為人們的生活質(zhì)量保駕護(hù)航,已是迫在眉睫。
1 生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用
在當(dāng)前的食品檢測(cè)方法中,基因探針?lè)�、PCR技術(shù)、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)和生物芯片技術(shù)是最為常見(jiàn)的生物技術(shù)。下文中,筆者將會(huì)逐一進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1.1 基因探針技術(shù)
基因探針技術(shù)即DNA探針技術(shù),又稱分子雜交技術(shù),是利用DNA分子的變性、復(fù)性以及堿基互補(bǔ)配對(duì)的高度精確性,對(duì)某一特異性DNA序列進(jìn)行探查的新技術(shù)。
目前,基因探針雜交方法總體上可以分為兩種:一種是異相雜交;另外一種是同相雜交,其關(guān)鍵技術(shù)都在于DNA探針的構(gòu)建。例如,在食品微生物檢測(cè)中,大腸桿菌具有葡糖苷酸酶的特性,利用大腸桿菌中編碼該酶的基因序列作為目標(biāo)DNA,并制成DNA探針,用以檢測(cè)食品中的總大腸桿菌。與傳統(tǒng)微生物檢測(cè)方法相比,基因探針技術(shù)不僅能克服傳統(tǒng)食品微生物檢驗(yàn)方法的不足,而且還具有特異性強(qiáng)、靈敏度高和操作簡(jiǎn)便、省時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí),基因探針技術(shù)也存在其局限性,如檢測(cè)成本高、速度慢、效率相對(duì)較低,這些都是在以后的科研中需要改進(jìn)的地方。
1.2 PCR技術(shù)
PCR技術(shù)又名聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù),是由Korana于1971年最早提出核酸體外擴(kuò)增的設(shè)想而產(chǎn)生的,并經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐研究發(fā)展,近年來(lái)才逐漸應(yīng)用到食品安全控制中。PCR由變性,退火(復(fù)性),延伸三個(gè)基本反應(yīng)步驟構(gòu)成,其基本工作原理是以擬擴(kuò)增的DNA分子為模板,以一對(duì)分別與模板互補(bǔ)的寡核苷酸片段為引物,在DNA聚合酶的作用下,按照半保留復(fù)制的機(jī)制沿著模板鏈延伸直至完成的DNA合成。經(jīng)過(guò)n次擴(kuò)增后,PCR產(chǎn)物(復(fù)制出的DNA的片段)可達(dá)2n個(gè),可以滿足各種分析的需要。2011年,實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用和Taq Man PCR快速檢測(cè)食品中的空腸彎曲菌都是近期PCR技術(shù)在食品檢測(cè)中比較成功的案例。
PCR技術(shù)只需要使用很微量的物質(zhì),就能擴(kuò)增到大量我們需要的目的片斷,并且可以對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)行定性和定量的分析。但同時(shí)PCR實(shí)驗(yàn)室要求嚴(yán)格,檢測(cè)儀器價(jià)格昂貴,技術(shù)含量高,操作復(fù)雜,對(duì)相關(guān)技術(shù)人員要求較高。
1.3 免疫技術(shù)
抗原與抗體的結(jié)合反應(yīng)是一切免疫測(cè)定技術(shù)的最基本原理。免疫技術(shù)一般可分為三類:免疫標(biāo)記技術(shù)、免疫沉淀反應(yīng)和免疫凝集試驗(yàn)。免疫檢測(cè)是目前生物學(xué)檢測(cè)方法中用途最廣泛的一種方法,具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、分析容量大、檢測(cè)成本低等特點(diǎn),尤其對(duì)于食品檢測(cè)非常敏感,通常會(huì)用在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中。
目前最常用的免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)中,酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)在食品檢測(cè)方面已得到普及。ELISA是將特異的抗體標(biāo)記上酶制成酶標(biāo)抗體酶標(biāo)抗體既具有抗原抗體反應(yīng)的特性,又具有酶的底物催化特性,它與相應(yīng)的抗原結(jié)合后,加上相應(yīng)的底物,根據(jù)底物顯色的深淺對(duì)抗原做出定性或定量的判斷。例如用該法檢測(cè)轉(zhuǎn)基因玉米所加工的食品中Cry1A(b)蛋白便是成功的案例。由于酶既有很高的催化效率,可極大的放大反應(yīng)效果,從而使測(cè)定達(dá)到很高的靈敏度和穩(wěn)定性。不過(guò)在應(yīng)用中ELISA分析法也有一定的局限性,在被檢測(cè)樣品的蛋白濃度較低時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)陰性,因此,ELISA分析法一般用于對(duì)鮮活組織的檢測(cè)和對(duì)接受基因工程改造生物體的初步檢測(cè)。
1.4 生物芯片技術(shù)
生物芯片是將大量生物識(shí)別分子按預(yù)先設(shè)置的排列固定于一種載體(如硅片、玻片及高聚物載體等)表面,利用生物分子的特意性親和反應(yīng),如核酸雜交反應(yīng),抗原抗體反應(yīng)等來(lái)分析各種生物分子的存在及其量的一種技術(shù)。
基因芯片的最大優(yōu)點(diǎn)在于其高通量。傳統(tǒng)方法檢測(cè)眾多基因要經(jīng)歷多次實(shí)驗(yàn)而且自動(dòng)化程度低,因而每次實(shí)驗(yàn)之間是存在系統(tǒng)誤差的。基因芯片可以克服這個(gè)缺點(diǎn),眾多基因的探針的標(biāo)記、雜交等過(guò)程是在一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中完成的,而且自動(dòng)化程度高,數(shù)據(jù)客觀可靠�；蛐酒娜秉c(diǎn)在于其不能對(duì)待檢測(cè)基因在多細(xì)胞類型組織中的精確定位進(jìn)行判斷。另外很多蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)其功能主要不是依賴其是否表達(dá)或表達(dá)量高低,而是依賴蛋白質(zhì)磷酸化-去磷酸化等方式。在這種情況下,用核酸類生物芯片就沒(méi)有什么意義了,正在研究開發(fā)中的蛋白類芯片可能會(huì)有所作為的。
1.5 生物傳感器技術(shù)
生物傳感器(Biosensor):是由固定化并具有化學(xué)分子識(shí)別功能的生物材料、換能器件及信號(hào)放大裝置構(gòu)成的分析工具或系統(tǒng)。其主要由生物敏感元件、換能器和信號(hào)處理放大裝置構(gòu)成。生物傳感器技術(shù)應(yīng)用于食品檢測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)很多,它響應(yīng)快,樣品用量少;分析操作簡(jiǎn)單;除緩沖液外無(wú)需添加試劑;可連續(xù)分析,聯(lián)機(jī)操作,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量等等。
當(dāng)前,生物傳感器技術(shù)在食品檢測(cè)方面功能主要有兩個(gè)方面:一是檢測(cè)魚、肉和牛乳等食品的新鮮度;二是用來(lái)檢測(cè)食品滋味及熟度。例如:日本農(nóng)林水產(chǎn)省研制出一種傳感器,可“品嘗”肉湯的風(fēng)味,用于肉湯生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制。
除了上文論述的一些生物技術(shù)外,越來(lái)越多的新技術(shù)將會(huì)逐漸應(yīng)用到食品檢測(cè)中,其前景是值得期待的。
2 結(jié)語(yǔ)
生物技術(shù)以其經(jīng)濟(jì)、高效等特點(diǎn)得到廣大科研人員的普遍認(rèn)可,成為當(dāng)前食品檢測(cè)中重要力量。與此同時(shí),國(guó)家也不斷加大投入和頒布相關(guān)法律、法規(guī)保障食品檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用。相信不久的將來(lái),隨著我國(guó)科技的發(fā)展,在各方研究人員的共同努力下,生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用定會(huì)更加成熟,為我國(guó)的食品安全,為人們的生活造福。
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