轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展

2018-04-25 21:16:11 來(lái)源: 食品安全導(dǎo)刊

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□ 馬文良 ROMER國(guó)際貿(mào)易(北京)有限公司
    隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的快速發(fā)展,轉(zhuǎn)基因作物的種植面積也在不斷增加,轉(zhuǎn)基因作物帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益,然而轉(zhuǎn)基因作物的安全性問(wèn)題也引起了世界上許多國(guó)家和組織的廣泛關(guān)注。轉(zhuǎn)基因作物與自然選擇導(dǎo)致的進(jìn)化不同,自然選擇是一種十分緩慢的進(jìn)化,轉(zhuǎn)基因作物由于基因受到了人為的修改,使這些作物能夠迅速改變,因此這些作物的安全性很難判斷。為了維護(hù)人們的知情權(quán)和選擇權(quán),已有超過(guò)40個(gè)國(guó)家相繼頒布了轉(zhuǎn)基因相關(guān)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)制度。
轉(zhuǎn)基因作物的檢測(cè)技術(shù)
    轉(zhuǎn)基因作物不僅種類(lèi)眾多、數(shù)量龐大,而且深度處理會(huì)造成轉(zhuǎn)基因成分的部分或完全降解,極大地增加了檢測(cè)難度。為了更好地落實(shí)標(biāo)識(shí)管理制度,還需要依靠科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷開(kāi)發(fā)新的檢測(cè)方法。目前針對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的檢測(cè)技術(shù)主要分為兩類(lèi):一類(lèi)為蛋白質(zhì)水平上的檢測(cè)技術(shù),例如免疫印跡法、酶聯(lián)免疫吸附法、免疫試紙條法和蛋白質(zhì)芯片法等;另一類(lèi)為基于核酸水平上的檢測(cè)方法,常見(jiàn)的有核酸分子雜交法、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法、基因芯片法以及等溫?cái)U(kuò)增法。
蛋白質(zhì)水平的檢測(cè)技術(shù)
    轉(zhuǎn)基因作物所轉(zhuǎn)入的外源基因通過(guò)表達(dá)會(huì)產(chǎn)生外源蛋白,通過(guò)抗原抗體的免疫反應(yīng)對(duì)外源蛋白進(jìn)行分析即可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)基因玉米的檢測(cè)。
 
    酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)
    ELISA是蛋白質(zhì)檢測(cè)中應(yīng)用最廣的技術(shù)之一,但是使用ELISA檢測(cè)轉(zhuǎn)基因作物不僅需要良好的抗體,而且還需要穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)品來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,所以商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因ELISA檢測(cè)產(chǎn)品并不多。ROMER LABS®作為世界知名的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)商及第三方實(shí)驗(yàn)室之一,其產(chǎn)品的抗體有著高靈敏、高特異性的特點(diǎn),且在試劑盒中包含了穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)品,確保了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
    ROMER LABS®試劑盒的原理是以抗原-抗體的特異性免疫反應(yīng)為基礎(chǔ),同時(shí)結(jié)合酶的高效催化反應(yīng)的一種高靈敏度蛋白檢測(cè)方法。目標(biāo)蛋白與固相載體上的抗體會(huì)形成抗原抗體復(fù)合物,再結(jié)合酶標(biāo)的抗體或抗抗體,就能夠利用酶的標(biāo)記作用實(shí)現(xiàn)目標(biāo)蛋白的檢測(cè)。在反應(yīng)中加入酶的底物后,底物經(jīng)過(guò)酶的催化作用產(chǎn)生有色物質(zhì),根據(jù)顯色的深淺便可進(jìn)行定性或定量分析。這種方法通過(guò)酶催化作用,將抗原抗體反應(yīng)的結(jié)果放大,極大地提高了檢測(cè)方法的靈敏度。
 
    免疫試紙條法(Lateral Flow Strip)
    免疫試紙條法是基于免疫層析技術(shù)開(kāi)發(fā)出的一種蛋白檢測(cè)方法,其原理是將一對(duì)特異性抗體交聯(lián)在試紙條上,當(dāng)試紙條一端放入有抗原的溶液后,在毛細(xì)作用下,溶液會(huì)向著試紙條的另一端運(yùn)動(dòng),溶液中的抗原在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)與標(biāo)記的抗體結(jié)合并隨層析液繼續(xù)向另一端運(yùn)動(dòng),當(dāng)遇到在膜上固定的另一抗體時(shí),就會(huì)形成標(biāo)記“抗體-抗原-抗體”的“三明治結(jié)構(gòu)”,形成肉眼可見(jiàn)的條帶。
    ROMER LABS®根據(jù)不同的市場(chǎng)需求,針對(duì)常見(jiàn)的轉(zhuǎn)基因表達(dá)蛋白均設(shè)計(jì)了特異性檢測(cè)試紙條,并且推出了多合一檢測(cè)試紙條。ROMER LABS®試紙條不需要其它輔助儀器即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),可使轉(zhuǎn)基因檢測(cè)更加簡(jiǎn)單、快捷。
免疫印跡法(Western Blotting)
    免疫印跡法是通過(guò)抗體與抗原在固相膜上的特異結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)外源基因表達(dá)蛋白質(zhì)的方法,這種蛋白質(zhì)檢測(cè)方法融合了蛋白質(zhì)凝膠電泳以及印跡和免疫測(cè)定技術(shù)。首先通過(guò)SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分離;然后把分離的蛋白轉(zhuǎn)到固相膜上;再讓蛋白與第一抗體、酶標(biāo)的第二抗體雜交結(jié)合,然后根據(jù)第二抗體上的標(biāo)記物的性質(zhì)進(jìn)行抗原的檢測(cè)。
 
    蛋白質(zhì)芯片法
    蛋白芯片技術(shù)的原理是對(duì)固相載體進(jìn)行特殊的化學(xué)處理,在其表面固定高密度排列的蛋白質(zhì)探針,根據(jù)蛋白質(zhì)分子的特性,捕獲能與之特異性結(jié)合的轉(zhuǎn)基因蛋白,然后用CCD相機(jī)或激光掃描系統(tǒng)獲取信息,最后用計(jì)算機(jī)進(jìn)行定性定量分析。
核酸水平的檢測(cè)技術(shù)
    轉(zhuǎn)基因作物是通過(guò)插入外源基因片段來(lái)改變作物自身基因組從而獲得一些優(yōu)良性狀,新轉(zhuǎn)入的外源基因片段主要包括啟動(dòng)子、目的基因和終止子。因此,核酸水平的檢測(cè)主要是對(duì)以上3種基因片段進(jìn)行檢測(cè),常用的方法有Southern印記雜交法、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增法、基因芯片法等。
 
    Southern印記雜交法
    該法通常先把分離出的樣品DNA片段固定在硝化纖維或尼龍膜上,經(jīng)干烤或紫外線照射固定,然后使用帶有標(biāo)記的核酸探針與樣品DNA片段進(jìn)行雜交,用放射自顯影或酶反應(yīng)顯色來(lái)確定轉(zhuǎn)基因的DNA片段含量。這種方法只是將探針與樣品DNA進(jìn)行雜交,沒(méi)有樣品DNA的擴(kuò)增,所以與PCR檢測(cè)方法相比,檢測(cè)的靈敏度較低。
 
    聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法(PCR)
    PCR擴(kuò)增的原理與天然DNA復(fù)制過(guò)程十分相似,以DNA半保留復(fù)制為基礎(chǔ),在聚合酶的作用下對(duì)目的DNA片段進(jìn)行體外快速擴(kuò)增,使微量的DNA片段在短時(shí)間內(nèi)得到指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),對(duì)擴(kuò)增后的基因片段進(jìn)行凝膠電泳便可分析出是否含有轉(zhuǎn)基因成分。
    目前在PCR的基礎(chǔ)上又發(fā)展出復(fù)合PCR、實(shí)時(shí)熒光PCR、數(shù)字PCR等檢測(cè)方法,使轉(zhuǎn)基因檢測(cè)更加準(zhǔn)確。但PCR需要專(zhuān)業(yè)性操作,且需要昂貴的儀器。
 
    基因芯片法
    基因芯片檢測(cè)是基于DNA分子雜交的一種高通量檢測(cè)方法,首先將提取的待測(cè)樣品進(jìn)行熒光標(biāo)記,然后與基因芯片上已知序列的核酸探針進(jìn)行雜交,對(duì)雜交反應(yīng)后芯片上的熒光信號(hào)進(jìn)行分析,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子和目標(biāo)基因的檢測(cè)。
 
    環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增方法(LAMP)
    LAMP方法與PCR方法相似,針對(duì)目標(biāo)基因上的6個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)4條引物,利用鏈置換型DNA聚合酶在恒溫條件下對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng),對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行分析即可判斷是否含有轉(zhuǎn)基因成分。
 
結(jié)語(yǔ)
    近年來(lái),轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展,除了以上介紹的技術(shù)外,還出現(xiàn)了一些新的檢測(cè)技術(shù),比如生物傳感器分析技術(shù)、微陣列分析技術(shù)、色譜分析技術(shù)、近紅外線光譜分析技術(shù)以及納米檢測(cè)技術(shù)等。在檢測(cè)方面,各檢測(cè)技術(shù)均有其優(yōu)缺點(diǎn),但毫無(wú)疑問(wèn),準(zhǔn)確、快速將是檢測(cè)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。在實(shí)際檢測(cè)中,ROMER LABS®提供的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)ELISA試劑盒以及免疫試紙條兩種檢測(cè)方法,可根據(jù)待檢測(cè)樣品以及檢測(cè)環(huán)境的不同進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇,同時(shí),選用多種方法聯(lián)合使用也是目前轉(zhuǎn)基因檢測(cè)的一個(gè)趨勢(shì)。
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