現代分子生物學技術在食品和藥品微生物檢測中的應用

□ 陳燕銀 華測檢測認證集團股份有限公司

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現代分子生物學技術在食品和藥品微生物檢測中的應用

□ 陳燕銀 華測檢測認證集團股份有限公司

在我國藥品、食品行業(yè)急速發(fā)展的社會形勢下，食品、藥品的質量與人們生命健康息息相關，然而我國當前使用的食品、藥品檢測手段還不夠先進，因此，發(fā)展一項新的食品、藥品檢測技術具有現實性。本文首先詳細分析了聚合酶鏈式反應技術的原理、應用及前景，接著簡要介紹了變性梯度凝膠電泳技術、基因芯片和現代免疫技術。

現代分子生物學技術主要由聚合酶鏈式反應技術、變性梯度凝膠電泳技術、基因芯片技術及現代免疫技術組成，這些技術隨著生物學家們對DNA分子雙螺旋結構的探索及對基因和染色體的研究逐漸發(fā)展而成熟，克服了傳統食品、藥品檢測技術靈敏性差、成本高等缺點，從而在食品和藥品檢測等方面的應用逐漸增加。

現代各項分子生物學技術

聚合酶鏈式反應技術

聚合酶鏈式反應技術（PCR）實質上可以視為DNA的體外復制。這項技術可以將微量的DNA進行大量擴增，然后根據其基因和染色體確定該微生物的基因型，因此，被廣泛用于食品及藥品等微生物檢測領域。聚合酶鏈式反應技術的基本原理是在體外高速擴增特定DNA分子片段。在高溫等外界條件滿足的情況下，先解旋雙鏈DNA，使它變成單鏈，然后再稍微降低溫度，在DNA聚合酶的作用下與引物進行互補配對，形成新的DNA雙鏈結構。合成的新雙鏈結構又可以繼續(xù)作為擴增時的模板，再給予合適的溫度環(huán)境，按照上述步驟可以進行無限擴增。該項技術的重點是對溫度嚴格控制。雖然用PCR技術檢測食品和藥品中致病微生物的方法與傳統方法相比有靈敏度高、特異性強、時間短等優(yōu)點，但它同樣有許多問題。PCR所需要的合成引物需要極高的技術，這種技術很難推廣。由于PCR技術的高靈敏性，常會出現誤把微量外源污染的DNA當作有害微生物的情況，會造成假陽性后果。而且PCR技術對溫度有較高要求，一旦外界環(huán)境不適宜，或者DNA序列選取不合適，就可能會使引物突變或靈敏度降低。熒光PCR技術雖然能解決準確度不高和假陽性問題，但該技術價格昂貴，難以普及。因此，如何使PCR技術和其他技術相結合，取長補短，是未來食品和藥品檢測的發(fā)展方向。

變性梯度凝膠電泳技術

該技術的基本原理是DNA在濃度不一樣的變性劑中連接程度會不同，從而會產生不一樣的電泳遷移率，根據電泳遷移率的不同，可以分離堿基組成不一致的DNA片段。這項技術可以與DNA測序技術聯合使用，來分析食品與藥品的菌落組成成分。變性梯度凝膠電泳技術能探究微生物種群的多樣性和動態(tài)活性，使人類研究自然生物群落有了新的方向，然而這項技術還是存在著局限性，它還不能對微生物的數目及代謝活性進行檢測。

基因芯片技術

基因芯片技術的基本原理是與已知序列、固定標記了的DNA探針進行雜交，然后再進行核苷酸測序，從而對樣品進行檢測和分析。這項技術集化學、物理、計算機學科于一體，是一項高度交叉的新型技術，目前被廣泛應用于篩選檢測藥物、尋找新基因、檢測微生物以及臨床診斷。該技術具有多樣性、并行性、自動性和微型化，并且可以同時在同一片芯片上檢測出眾多種類的生物分子。雖然至今為止基因芯片技術還沒有被用于食品、藥品檢測，但其在檢測蛋白質和分析基因表達等方面成效顯著。

現代免疫技術

作為食品、藥品衛(wèi)生檢測的主要方法之一，免疫技術以其價格低廉、操作方便、實用性強的優(yōu)點已在食品、藥品檢測中普遍使用。李斯特氏菌、沙門氏菌及大腸桿菌等常見的具有污染性的病原菌都能使用現代免疫技術檢測。目前，高速發(fā)展的免疫學新型技術與傳統技術相比，增加了放射免疫測試、熒光免疫測試、酶免疫測試、免疫磁性分離及免疫傳感器測試等技術。

各項現代分子技術的應用

聚合酶鏈式反應技術在食品、藥品檢測中的應用

1 聚合酶鏈式反應技術在轉基因食品檢測中的應用

現代基因技術的發(fā)展使得人們日常生活中出現了各種各樣的轉基因食品，這些轉基因食品大多含有新的蛋白質和DNA，因此，轉基因食品的安全需要進行專業(yè)檢驗才能使消費者放心大膽購買。主流的轉基因食品檢驗方法有PCR檢測法、蛋白質檢測法、蛋白酶活性檢測法。在這些方法中聚合酶鏈式反應技術是最安全有效的，因為其具有不同于其他兩種方法的優(yōu)點，蛋白質和酶主要成分都是蛋白質，而蛋白質易變性失活，不適用于專業(yè)檢驗。Q- PCR技術是一種敏感度高、特異性強、靈活度高的技術，能檢測出超低含量的轉基因成分。熒光定量技術是另一種新型PCR技術，該技術加入了一種熒光基因，這種熒光信號會被應用于整個PCR檢測過程，成功解決了以往PCR檢測方法中存在的準確度低和假陽性問題。

2 聚合酶鏈式反應技術在致病食品微生物檢測中的應用

食品致病微生物主要有單核細胞增生性李斯特氏菌、肉毒梭菌、沙門氏菌和弧菌等，PCR技術檢測這類致病微生物時，具有迅速、敏感等特性，是傳統方法無法做到的。單核細胞增生性李斯特氏菌是牛奶等食品中主要的病原菌，用裂解法提取食品中的DNA，再用半套式PCR技術檢測，特殊合成的引物可對其進行特異性擴增，而且不會對其他菌類產生反應。這種半套式PCR技術檢測限度在10個UFC以下，敏感性比傳統PCR技術高，檢測時間也比傳統方法短，僅需五六個小時。肉毒梭菌最易使肉類致病，傳統方法提取肉毒梭菌需要很多天，而選擇檢測肉毒神經霉素的基因序列，合成特定的引物用來同時復制A、B、E、F型毒素的基因，雖然該種方法可以加快檢測速度，但是PCR只能用來檢測肉毒梭菌是否存在，而無法判斷有菌無毒或霉素與菌并存的狀態(tài)，因此，PCR對肉毒梭菌的檢測只能作為參考。副溶血弧菌主要分布于鹽湖及海洋微生物區(qū)，常見于水產品中，用PCR技術對其進行檢測，比傳統方法更便捷、靈敏、迅速，而且具有高準確性和可靠性。沙門氏菌是動物體內的一種腸道菌，它是導致人們食物中毒的罪魁禍首之一?；旧纤猩抽T氏菌都有與入侵相關的DNA，所以PCR技術檢測沙門氏菌具有超高靈敏度。

3 聚合酶鏈式反應技術在藥品檢測中的應用

藥品中主要用到的是PCR的實時熒光技術，該技術可以比傳統技術更迅速、更準確地檢測到藥品中有害的金黃色葡萄球菌等。

變性梯度凝膠電泳技術在微生物檢測中的應用

變性梯度凝膠技術主要應用于檢測食源性致病菌和菌落變化。構建與優(yōu)化聚合酶鏈式反應和變性梯度凝膠技術，再結合DNA測序技術，能分析出不同地區(qū)川芎內含真菌的差異性，這樣就能得出川芎種群系統結構的多樣性以及環(huán)境對川芎的各方面影響。

現代免疫技術在食品、藥品檢測中的應用

免疫吸附技術可以測定乳制品中的lgG含量。分離食品中的李斯特氏菌可以進行免疫磁性分離，再與聚合酶鏈式反應相結合，建立一種新的酶鏈式反應法。這種方法能排除聚合酶鏈式反應中雜菌、食品基質、培養(yǎng)基組成成分等因素干擾，且具有迅速、準確、敏感性強的優(yōu)點，成功解決了兩種方法單獨使用時會出現的問題。除此之外，現代免疫技術也可用抗原-抗體反應檢測赤潮霉素中毒素的類型和含量。

結語

安全是日常生活中最受關注的問題，所以食品、藥品的安全檢測技術需要準確、迅速、靈敏地檢測出其中含有的致病微生物，傳統檢測方法雖然能基本滿足檢測條件，但其有高成本、低效率等缺點，難以廣泛應用。如果能與其他技術相結合，克服聚合酶鏈式反應技術的假陽性等問題，產生的新技術將成為未來食品、藥品的主要檢測手段。