轉基因食品的檢測技術分享
一、概述
轉基因食品又稱遺傳修飾食品（genetically modified food），簡稱GMF或GM食品。轉基因食品大體上分為如下三類。
1、轉基因植物食品
由轉基因植物如轉基因的玉米、大豆、水稻、馬鈴薯、番茄、香蕉、蘋果、菠菜等生產加工而成。
2、轉基因動物食品
如轉基因的魚、雞、牛、羊等。目的主要通過導入外源基因或對自身基因加以修飾來使受體動物降低結締組織交聯度、改善肉質．或使受體生物個體肥大，或生產營養價值高的蛋、肉、乳等。
3、轉基因微生物食品
如轉基因微生物發酵而制得的葡萄酒、啤酒、醬油等，此類食品是利用轉基因微生物（如轉基因酵母和酶）的作用而生產出來的食品。后兩類轉基因食品目前在市場上還很少。
二、ELISA技術與轉基因食品檢測
1、ELISA基本原理
建立在抗體抗原免疫學反應的基礎上。
ELISA分析法必須具備待檢測的固定相抗原或抗體、酶標記的抗原或抗體、酶作用的底物三種試劑，且滿足兩個前提條件：
待檢測的抗原或抗體能夠結合到不溶性載體表面并保持活性；
標記酶能與抗原或抗體結合并同樣 保持各自生物活性。
ELISA分析基本步驟如下：①將抗原（Ag）或抗體Ab結合到固相載體平板的孔里；②待測溶液的特殊抗原或抗體結合到敏化載體表面；③加入酶標抗體使之與抗原或抗體化合物相結合；④結合物通過標記酶催化底物的顏色改變而被檢測；⑤通過最后溶液的顏色深淺對待側抗原或抗體進行定量分析。
2、ELISA分析法的靈敏度
3、ELISA分析法的要點
特異性高，獲得結果快，儀器簡單，易于操作，對人員要求不高。免卻了對樣品進行核酸提取的麻煩，同時可降低檢測的成本，由于酶既有很高的催化效率，可極大的放大反應效果，從而使測定達到很高的靈敏度和穩定性。
三、PCR技術與轉基因食品的檢測
1、PCR技術對轉基因食品的定性檢測
（1）PCR基本原理 PCR技術由美國Centus公司Kary Mullis發明，20世紀90年代逐漸成熟應用。簡單地說PcR就是利用核酸DNA聚合酶、引物和4種脫氧單核苷酸在試管內完成模板DNA的快速復制．
（2）PCR技術檢測轉基因食品的技術關鍵和理論依據
（3）PCR檢測轉基因食品的基本步驟
①待檢材料DNA提?。和ǔ＠肅TAB法從食品材料中提取核酸；
②PCR反應：設計合適引物。PCR擴增待檢樣品中的靶標DNA；
③觀測PCR產物：通過凝膠電泳分析將PCR產物展現；
④確定結果：有時為了避免假阻性，還需要對PCR產物進行限制性酶切分析進行質量控制。
2、PCR技術對轉基因食品的定量檢測
目前基于GMO特異DNA片段的定性PCR篩選方法已廣泛應用于GMO食品檢測．但是隨著各國有關GMO標簽法的建立和不斷完善，對食品中的GMO含量的下限已有所規定。為此，研究者在定性篩選PCR方法的基礎上發展了不同的定量GMO的PCR檢測方法。目前，國外較為成熟的方法主要有半定量PCR法、定量競爭PCR(Quantitative competitive PCR)和Real—time PCR(實時定量PCR)法等三種。
（1）半定量PCR法
①樣品DNA的提取和定量。
按常規方法提取DNA后，取部分樣品DNA在0.8％瓊脂糖凝膠中電泳，與已知古量的Marker比較，用計算機凝腔成像分析系統處理結果，以確定所提取的DNA量。例如，一般700mg的玉米粉可提取lμg DNA。
②PCR反應。
a.樣品DNA的質量分析
b.建立內部參照反應體系
c.測定CaMV35S啟動子的定量PCR反應
（2）定量競爭PCR法 PCR反應實質是對特定模板DNA的指數擴增放大，而在相同的條件下，獲得DNA的量與最初模板DNA的濃度成正相關，競爭定量PCR就是依據這種擴增DNA與模板DNA之間的濃度相關性設計的?；驹硎窍葮嫿ê行揎椷^的內部標準DNA片段(競爭DNA)，競爭DNA由質粒組成，帶有一個改造PCR擴增子，改造部分可以是DNA插人序列、缺失序列或者點突變，競爭DNA與待測目標DNA在同一反應管中進行PCR共擴增，因競爭DNA片段和待測DNA的大小不同，經瓊脂糖凝膠可將兩者分開，通過比較兩種條帶的量可進行定量分析。
四、生物芯片與轉基因產品檢測
就目前轉基因食品檢測中常用的ELISA和PCR技術而言，最大的缺點是檢測范圍窄，效率低，無法高通量大規模地同時檢測多種樣品，尤其是對轉基因背景一無所知的情況下。對各種候選待檢基因序列或蛋白的逐一篩查幾乎是不可能的。而目前正在研究的轉基因產品所涉及的基因數量有上萬種，今后都有可能進入商品化生產，顯而易見對進出口產品的檢測，需要有更有效的、快速、特別是高通量的檢測方法，最近幾年出現的生物芯片技術能較好地解決這一問題。生物芯片根據所載探針種類分為基因芯片和蛋白質芯片兩大類：基因芯片以DNA為探針。依據核酸雜交的原理檢測樣品中的特定基因序列；蛋白質芯片以蛋白質為探針，依據抗原抗體反應的免疫學原理檢測樣品中的特定蛋白質。
轉基因食品又稱遺傳修飾食品（genetically modified food），簡稱GMF或GM食品。轉基因食品大體上分為如下三類。
1、轉基因植物食品
由轉基因植物如轉基因的玉米、大豆、水稻、馬鈴薯、番茄、香蕉、蘋果、菠菜等生產加工而成。
2、轉基因動物食品
如轉基因的魚、雞、牛、羊等。目的主要通過導入外源基因或對自身基因加以修飾來使受體動物降低結締組織交聯度、改善肉質．或使受體生物個體肥大，或生產營養價值高的蛋、肉、乳等。
3、轉基因微生物食品
如轉基因微生物發酵而制得的葡萄酒、啤酒、醬油等，此類食品是利用轉基因微生物（如轉基因酵母和酶）的作用而生產出來的食品。后兩類轉基因食品目前在市場上還很少。
二、ELISA技術與轉基因食品檢測
1、ELISA基本原理
建立在抗體抗原免疫學反應的基礎上。
ELISA分析法必須具備待檢測的固定相抗原或抗體、酶標記的抗原或抗體、酶作用的底物三種試劑，且滿足兩個前提條件：
待檢測的抗原或抗體能夠結合到不溶性載體表面并保持活性；
標記酶能與抗原或抗體結合并同樣 保持各自生物活性。
ELISA分析基本步驟如下：①將抗原（Ag）或抗體Ab結合到固相載體平板的孔里；②待測溶液的特殊抗原或抗體結合到敏化載體表面；③加入酶標抗體使之與抗原或抗體化合物相結合；④結合物通過標記酶催化底物的顏色改變而被檢測；⑤通過最后溶液的顏色深淺對待側抗原或抗體進行定量分析。
2、ELISA分析法的靈敏度
3、ELISA分析法的要點
特異性高，獲得結果快，儀器簡單，易于操作，對人員要求不高。免卻了對樣品進行核酸提取的麻煩，同時可降低檢測的成本，由于酶既有很高的催化效率，可極大的放大反應效果，從而使測定達到很高的靈敏度和穩定性。
三、PCR技術與轉基因食品的檢測
1、PCR技術對轉基因食品的定性檢測
（1）PCR基本原理 PCR技術由美國Centus公司Kary Mullis發明，20世紀90年代逐漸成熟應用。簡單地說PcR就是利用核酸DNA聚合酶、引物和4種脫氧單核苷酸在試管內完成模板DNA的快速復制．
（2）PCR技術檢測轉基因食品的技術關鍵和理論依據
（3）PCR檢測轉基因食品的基本步驟
①待檢材料DNA提?。和ǔ＠肅TAB法從食品材料中提取核酸；
②PCR反應：設計合適引物。PCR擴增待檢樣品中的靶標DNA；
③觀測PCR產物：通過凝膠電泳分析將PCR產物展現；
④確定結果：有時為了避免假阻性，還需要對PCR產物進行限制性酶切分析進行質量控制。
2、PCR技術對轉基因食品的定量檢測
目前基于GMO特異DNA片段的定性PCR篩選方法已廣泛應用于GMO食品檢測．但是隨著各國有關GMO標簽法的建立和不斷完善，對食品中的GMO含量的下限已有所規定。為此，研究者在定性篩選PCR方法的基礎上發展了不同的定量GMO的PCR檢測方法。目前，國外較為成熟的方法主要有半定量PCR法、定量競爭PCR(Quantitative competitive PCR)和Real—time PCR(實時定量PCR)法等三種。
（1）半定量PCR法
①樣品DNA的提取和定量。
按常規方法提取DNA后，取部分樣品DNA在0.8％瓊脂糖凝膠中電泳，與已知古量的Marker比較，用計算機凝腔成像分析系統處理結果，以確定所提取的DNA量。例如，一般700mg的玉米粉可提取lμg DNA。
②PCR反應。
a.樣品DNA的質量分析
b.建立內部參照反應體系
c.測定CaMV35S啟動子的定量PCR反應
（2）定量競爭PCR法 PCR反應實質是對特定模板DNA的指數擴增放大，而在相同的條件下，獲得DNA的量與最初模板DNA的濃度成正相關，競爭定量PCR就是依據這種擴增DNA與模板DNA之間的濃度相關性設計的?；驹硎窍葮嫿ê行揎椷^的內部標準DNA片段(競爭DNA)，競爭DNA由質粒組成，帶有一個改造PCR擴增子，改造部分可以是DNA插人序列、缺失序列或者點突變，競爭DNA與待測目標DNA在同一反應管中進行PCR共擴增，因競爭DNA片段和待測DNA的大小不同，經瓊脂糖凝膠可將兩者分開，通過比較兩種條帶的量可進行定量分析。
四、生物芯片與轉基因產品檢測
就目前轉基因食品檢測中常用的ELISA和PCR技術而言，最大的缺點是檢測范圍窄，效率低，無法高通量大規模地同時檢測多種樣品，尤其是對轉基因背景一無所知的情況下。對各種候選待檢基因序列或蛋白的逐一篩查幾乎是不可能的。而目前正在研究的轉基因產品所涉及的基因數量有上萬種，今后都有可能進入商品化生產，顯而易見對進出口產品的檢測，需要有更有效的、快速、特別是高通量的檢測方法，最近幾年出現的生物芯片技術能較好地解決這一問題。生物芯片根據所載探針種類分為基因芯片和蛋白質芯片兩大類：基因芯片以DNA為探針。依據核酸雜交的原理檢測樣品中的特定基因序列；蛋白質芯片以蛋白質為探針，依據抗原抗體反應的免疫學原理檢測樣品中的特定蛋白質。
- 上一篇：關于微生物與環境保護的知識解析 2020/11/9
- 下一篇：高壓蒸汽滅菌器滅菌效果的驗證 2020/11/9
