產(chǎn)品分類
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實驗室儀器
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轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)及方法不斷發(fā)展和完善
[2014/6/20]
所謂轉(zhuǎn)基因食品,就是通過基因工程技術(shù)將一種或幾種外源性基因轉(zhuǎn)移到某種特定的生物體中,并使其有效地表達(dá)出相應(yīng)的產(chǎn)物(多肽或蛋白質(zhì)),此過程叫轉(zhuǎn)基因,F(xiàn)在社會上對轉(zhuǎn)基因食品的安全度關(guān)注點極高,所以對轉(zhuǎn)基因食品的檢測技術(shù)也相應(yīng)地在不斷發(fā)展和完善。
根據(jù)轉(zhuǎn)基因食品來源的不同可分為植物性轉(zhuǎn)基因食品,轉(zhuǎn)基因酵母疫苗,轉(zhuǎn)基因工程菌抗生素,動物性轉(zhuǎn)基因食品和微生物性轉(zhuǎn)基因食品。從世界上最早的轉(zhuǎn)基因作物(煙草)于1983年誕生,到美國孟山都公司轉(zhuǎn)基因食品研制的延熟保鮮轉(zhuǎn)基因西紅柿1994年在美國批準(zhǔn)上市,轉(zhuǎn)基因食品的研發(fā)迅猛發(fā)展,產(chǎn)品品種及產(chǎn)量也成倍增長,轉(zhuǎn)基因作為一種新興的生物技術(shù),很多人還不了解,使得轉(zhuǎn)基因食品的安全性成為人們關(guān)注的焦點。
目前,我國的不少轉(zhuǎn)基因因技術(shù)屬世界領(lǐng)先水平,但應(yīng)用很少。據(jù)新華網(wǎng)報道,美國農(nóng)業(yè)部部長辦公室生物技術(shù)協(xié)調(diào)員邁克爾·沙克曼2014年5月6日在北京表示,美國種植的大豆和玉米90%以上是轉(zhuǎn)基因品種。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在美國的消費非常普遍,如用轉(zhuǎn)基因大豆做動物飼料、豆油,用轉(zhuǎn)基因玉米做乙醇、飼料和加工食品等。
轉(zhuǎn)基因食品的檢測技術(shù)
由于轉(zhuǎn)基因物質(zhì)有可能在耕種、收割、運輸、儲存和加工過程中混入食品,對食品造成偶然污染。因此,不論是對轉(zhuǎn)基因食品貼示標(biāo)簽,或是對轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因原料進(jìn)行分別輸送,轉(zhuǎn)基因原料和舊食品的檢測都是必不可少的;另外,要區(qū)分轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因食品,對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行選擇性標(biāo)記,對食品中的轉(zhuǎn)基因含量的多少加以限制,也需要準(zhǔn)確有效的基因檢測技術(shù)。
目前,轉(zhuǎn)基因存在的檢測方法主要有PCR(凝合酶鏈反應(yīng))技術(shù)、凝膠電泳測序和elisa(酶聯(lián)免疫法)等,這些方法在食品和醫(yī)藥研究方面都有廣泛的使用,其中以PCR技術(shù)最為成熟。該技術(shù)是由美國Centus公司的Karymullis發(fā)明,于1985年由saiki等首次報道,是近年來開發(fā)的體外快速擴(kuò)增dna技術(shù)。1988年,r.k.saiki等人又成功地將熱穩(wěn)定taqdna聚合酶應(yīng)用于pcr擴(kuò)增,是pcr技術(shù)上向?qū)嵱没囊淮瓮黄菩缘倪M(jìn)展。通過pcr技術(shù)可以簡便快速地從微量生物材料中以體外擴(kuò)增的方式獲得大量特定的核酸,并且有很高的靈敏度和特異性。pcr既可做定性又可做定量分析,目前大多以定性檢測為主,定性檢測的檢出范圍為百分之0.1。但該項技術(shù)的檢測結(jié)果也有可能與實際不相符合,會出現(xiàn)假陰性或假陽性結(jié)果(即檢測物質(zhì)本身含有轉(zhuǎn)基因物質(zhì),而未被檢出;或是本身沒有轉(zhuǎn)基因物質(zhì),而檢出有轉(zhuǎn)基因成分)。
由于許多獲得批準(zhǔn)的遺傳工程體(gmo)表現(xiàn)出一定的導(dǎo)入基因的性狀,因此,基因檢測也需要以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的檢測技術(shù),這就出現(xiàn)了elisa法。 1971年Engvall和Perlman發(fā)表了有關(guān)酶聯(lián)免疫吸附分析法用于免疫球蛋白g(igg)定量測定的文章,使該技術(shù)發(fā)展成為液體標(biāo)本中微量物質(zhì)的測定方法。elisa法與pcr法相比具有操作簡單、快速、結(jié)果準(zhǔn)確,有高通量的特性,解決了轉(zhuǎn)基因檢測中樣品核酸制備的困難,同時降低了檢測成本和時間高的催化效率,可極大地放大反應(yīng)效果,從而使測定方法達(dá)到很高的靈敏度和穩(wěn)定性。但該項技術(shù)主要應(yīng)用于原料和半成品分析,在終產(chǎn)物分析方面靈敏度底于 pcr法。另外,該項技術(shù)還需要特殊的抗體和“新”的表達(dá)蛋白,而食品中的這類“新”蛋白質(zhì)的含量極低,且在加工過程中蛋白質(zhì)常會發(fā)生變化;該分析法同時還需要熟練的操作技術(shù)。這些因素都使elisa法在轉(zhuǎn)基因檢測應(yīng)用上受到了一定的限制。
轉(zhuǎn)基因食品的檢測方法
前轉(zhuǎn)基因的檢測方法轉(zhuǎn)基因作物檢測方法大體分為兩種:一是檢測是否含有外源蛋白,即外源基因表達(dá)產(chǎn)物,主要采用酶聯(lián)免疫吸附法和試紙條法;二是檢測是否含有外源基因(DNA),主要有Southern雜交技術(shù)、基因芯片法和PCR檢測法。理論上來說,以上所介紹的轉(zhuǎn)基因檢測方法,只要改變相應(yīng)的檢測靶標(biāo),都可檢測不同的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。
但是實際應(yīng)用中,以檢測外源蛋白的轉(zhuǎn)基因檢測方法存大很大的局限性,食品的復(fù)雜成分會干擾檢測效果,并且加工過的轉(zhuǎn)基因食品中的蛋白質(zhì)抗原性很容易受破壞,從而會影響檢測結(jié)果的靈敏度。此外,該方法需要大量的抗體和抗原。目前,商品化的ELISA檢測試劑盒和膠體金試紙條只能檢測少數(shù)幾種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,且一種試劑盒或試紙條只能針對某一特定轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物,不能針對多種混合成分的食品樣品進(jìn)行檢測。
基因水平的檢測方法具有適用范圍廣的優(yōu)勢,只要樣品中有DNA存在,就能被檢測,不受食品混合、復(fù)雜成分的干擾,適用于轉(zhuǎn)基因原料、初加工和深加工食品的檢測,而且有很好的特異性和靈敏度,已經(jīng)發(fā)展為常用的轉(zhuǎn)基因食品檢測方法。
根據(jù)轉(zhuǎn)基因食品來源的不同可分為植物性轉(zhuǎn)基因食品,轉(zhuǎn)基因酵母疫苗,轉(zhuǎn)基因工程菌抗生素,動物性轉(zhuǎn)基因食品和微生物性轉(zhuǎn)基因食品。從世界上最早的轉(zhuǎn)基因作物(煙草)于1983年誕生,到美國孟山都公司轉(zhuǎn)基因食品研制的延熟保鮮轉(zhuǎn)基因西紅柿1994年在美國批準(zhǔn)上市,轉(zhuǎn)基因食品的研發(fā)迅猛發(fā)展,產(chǎn)品品種及產(chǎn)量也成倍增長,轉(zhuǎn)基因作為一種新興的生物技術(shù),很多人還不了解,使得轉(zhuǎn)基因食品的安全性成為人們關(guān)注的焦點。
目前,我國的不少轉(zhuǎn)基因因技術(shù)屬世界領(lǐng)先水平,但應(yīng)用很少。據(jù)新華網(wǎng)報道,美國農(nóng)業(yè)部部長辦公室生物技術(shù)協(xié)調(diào)員邁克爾·沙克曼2014年5月6日在北京表示,美國種植的大豆和玉米90%以上是轉(zhuǎn)基因品種。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在美國的消費非常普遍,如用轉(zhuǎn)基因大豆做動物飼料、豆油,用轉(zhuǎn)基因玉米做乙醇、飼料和加工食品等。
轉(zhuǎn)基因食品的檢測技術(shù)
由于轉(zhuǎn)基因物質(zhì)有可能在耕種、收割、運輸、儲存和加工過程中混入食品,對食品造成偶然污染。因此,不論是對轉(zhuǎn)基因食品貼示標(biāo)簽,或是對轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因原料進(jìn)行分別輸送,轉(zhuǎn)基因原料和舊食品的檢測都是必不可少的;另外,要區(qū)分轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因食品,對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行選擇性標(biāo)記,對食品中的轉(zhuǎn)基因含量的多少加以限制,也需要準(zhǔn)確有效的基因檢測技術(shù)。
目前,轉(zhuǎn)基因存在的檢測方法主要有PCR(凝合酶鏈反應(yīng))技術(shù)、凝膠電泳測序和elisa(酶聯(lián)免疫法)等,這些方法在食品和醫(yī)藥研究方面都有廣泛的使用,其中以PCR技術(shù)最為成熟。該技術(shù)是由美國Centus公司的Karymullis發(fā)明,于1985年由saiki等首次報道,是近年來開發(fā)的體外快速擴(kuò)增dna技術(shù)。1988年,r.k.saiki等人又成功地將熱穩(wěn)定taqdna聚合酶應(yīng)用于pcr擴(kuò)增,是pcr技術(shù)上向?qū)嵱没囊淮瓮黄菩缘倪M(jìn)展。通過pcr技術(shù)可以簡便快速地從微量生物材料中以體外擴(kuò)增的方式獲得大量特定的核酸,并且有很高的靈敏度和特異性。pcr既可做定性又可做定量分析,目前大多以定性檢測為主,定性檢測的檢出范圍為百分之0.1。但該項技術(shù)的檢測結(jié)果也有可能與實際不相符合,會出現(xiàn)假陰性或假陽性結(jié)果(即檢測物質(zhì)本身含有轉(zhuǎn)基因物質(zhì),而未被檢出;或是本身沒有轉(zhuǎn)基因物質(zhì),而檢出有轉(zhuǎn)基因成分)。
由于許多獲得批準(zhǔn)的遺傳工程體(gmo)表現(xiàn)出一定的導(dǎo)入基因的性狀,因此,基因檢測也需要以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的檢測技術(shù),這就出現(xiàn)了elisa法。 1971年Engvall和Perlman發(fā)表了有關(guān)酶聯(lián)免疫吸附分析法用于免疫球蛋白g(igg)定量測定的文章,使該技術(shù)發(fā)展成為液體標(biāo)本中微量物質(zhì)的測定方法。elisa法與pcr法相比具有操作簡單、快速、結(jié)果準(zhǔn)確,有高通量的特性,解決了轉(zhuǎn)基因檢測中樣品核酸制備的困難,同時降低了檢測成本和時間高的催化效率,可極大地放大反應(yīng)效果,從而使測定方法達(dá)到很高的靈敏度和穩(wěn)定性。但該項技術(shù)主要應(yīng)用于原料和半成品分析,在終產(chǎn)物分析方面靈敏度底于 pcr法。另外,該項技術(shù)還需要特殊的抗體和“新”的表達(dá)蛋白,而食品中的這類“新”蛋白質(zhì)的含量極低,且在加工過程中蛋白質(zhì)常會發(fā)生變化;該分析法同時還需要熟練的操作技術(shù)。這些因素都使elisa法在轉(zhuǎn)基因檢測應(yīng)用上受到了一定的限制。
轉(zhuǎn)基因食品的檢測方法
前轉(zhuǎn)基因的檢測方法轉(zhuǎn)基因作物檢測方法大體分為兩種:一是檢測是否含有外源蛋白,即外源基因表達(dá)產(chǎn)物,主要采用酶聯(lián)免疫吸附法和試紙條法;二是檢測是否含有外源基因(DNA),主要有Southern雜交技術(shù)、基因芯片法和PCR檢測法。理論上來說,以上所介紹的轉(zhuǎn)基因檢測方法,只要改變相應(yīng)的檢測靶標(biāo),都可檢測不同的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。
但是實際應(yīng)用中,以檢測外源蛋白的轉(zhuǎn)基因檢測方法存大很大的局限性,食品的復(fù)雜成分會干擾檢測效果,并且加工過的轉(zhuǎn)基因食品中的蛋白質(zhì)抗原性很容易受破壞,從而會影響檢測結(jié)果的靈敏度。此外,該方法需要大量的抗體和抗原。目前,商品化的ELISA檢測試劑盒和膠體金試紙條只能檢測少數(shù)幾種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,且一種試劑盒或試紙條只能針對某一特定轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物,不能針對多種混合成分的食品樣品進(jìn)行檢測。
基因水平的檢測方法具有適用范圍廣的優(yōu)勢,只要樣品中有DNA存在,就能被檢測,不受食品混合、復(fù)雜成分的干擾,適用于轉(zhuǎn)基因原料、初加工和深加工食品的檢測,而且有很好的特異性和靈敏度,已經(jīng)發(fā)展為常用的轉(zhuǎn)基因食品檢測方法。