生物芯片技術在檢測中的應用

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1、生物芯片技術在檢測中的應用 前言　　隨著我國科技的不斷進步和發(fā)展，生物芯片技術也隨之出現(xiàn)了，在應用生物芯片技術的過程中，檢測已經(jīng)成為了一個重要的工作，如何讓檢測更加的有效果，這就需要依靠技術的支持。　　1、生物檢測技術概述　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國的文明成果越來越多，更多的科技成果被運用到社會生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)當中。生物技術作為科學技術的重要組成部分，在近幾年得到了快速的發(fā)展。我國的生物檢測技術也在不斷完善，支持相關產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。生物技術具有無毒無副作用的特點，可以提高食品檢測工作的精準度，所以被廣大食品檢測工作單位積極采用?！　?、生物芯片技術在食品檢測中的應用　　在社會不斷發(fā)展的進程當中，

2、人們對于養(yǎng)生這一話題的關注度越來越高，如何實現(xiàn)身體健康，保障生命健康權(quán)利已經(jīng)成為社會大眾的要事。這就使得社會對于食品安全的關注度不斷上升，食品檢測工作的質(zhì)量倍受關注。　　生物芯片技術利用光導原位合成及微量點樣的方式，把大量生物大分子，如多肽分子、核酸片段、細胞或組織切片等生物樣品有序固化至硅片、玻璃片、尼龍膜或聚丙烯酰胺凝膠等載體的表面，二者結(jié)合成為排列密集的二維分子，和已標記的待檢測樣品的靶分子進行雜交，采用電荷偶聯(lián)攝像機、激光共聚焦掃描設備等特定儀器對雜交信號強度進行高效、并行、快速檢測分析，確定樣品中靶分子的實際數(shù)量并和標準樣品進行對比，達到分析比較的目的。由于該檢測技術需要由硅片、玻璃

3、片等作為支持物，在制備過程中需要由模擬計算機的制備技術，因此稱為生物芯片技術?！　?.1 生物芯片技術在食品微生物檢測中的應用　　食品衛(wèi)生檢測中的一個重要方面是及時準確地檢測出食品中的病原性微生物，這些致病微生物的存在會嚴重威脅人類的健康。傳統(tǒng)的生化培養(yǎng)檢測方法需要經(jīng)過幾天的微生物培養(yǎng)和復雜的計數(shù)，操作繁雜，不能及時反映生產(chǎn)過程或銷售過程中的污染情況，且靈敏度不高，使得食品的安全檢測潛在一定的危險，給消費者帶來很大的威脅；PCR法快速，比前者靈敏，但成本高，假陽性多，也不是很好的檢測食品微生物污染的方法。基因芯片可廣泛的應用于各種導致食品腐敗的致病菌的檢測，該技術具有快速、準確、靈敏等優(yōu)點，可

4、以及時反映食品中微生物的污染情況。近年來許多研究者對生物芯片分析檢測食品中常見致病菌進行了一系列探討?！　?.2 生物芯片技術在轉(zhuǎn)基因食品檢測中的應用　　隨著基因工程技術的迅速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因食品越來越多的出現(xiàn)在人們面前?；谌藗儗D(zhuǎn)基因食品發(fā)展過猛而可能導致不可預期結(jié)果的擔憂和對消費者的知情權(quán)及選擇權(quán)的維護，不論是生產(chǎn)商還是監(jiān)督部門都需要一種準確高效的轉(zhuǎn)基因食品檢測手段。1999年10月，歐共體公布的轉(zhuǎn)基因食品檢測方法有酶聯(lián)免疫吸附檢測法和PCR法，前者存在加熱可能使某些成分變性的缺點，后者受多種因素的影響，而且容易交叉感染，造成假陽性等缺點，使得這兩種方法的應用受到一定的限制，檢測結(jié)果不準確，

5、效率低，周期長，不適合于對食品中大量不同轉(zhuǎn)基因成分的快速檢測。基因芯片具有高通量能并行檢測的優(yōu)點，僅靠一個實驗就能篩選出大量的各種轉(zhuǎn)基因食品，被認為是最具潛力的檢測手段之一?！　?.3 在食品毒理學研究中的應用　　傳統(tǒng)的食品毒理學研究必須通過動物實驗模式來進行模糊評判，它們在研究毒物的整體毒性效應和毒物代謝方面具有不可替代的作用。但是，這不僅需要消耗大量的動物，而且往往費時費力。另外，所用的動物模型由于種屬差異，得出的結(jié)果往往并不具備普適性，而且動物實驗中所給予的毒物劑量遠遠大于人的暴露水平，并不能反映真實的暴露情況。所以，傳統(tǒng)的動物實驗僅僅是一種粗糙的、不精確的方法。Agshau等（1999

6、）報道生物芯片技術的應用將在毒理學領域帶來一場革命。生物芯片可以同時對幾千個基因的表達進行分析，為研究新型食品資源對人體免疫系統(tǒng)影響機理提供完整的技術資料。并通過對單個或多個混合體有害成分進行分析，確定該化學物質(zhì)在低劑量條件下的毒性，并且分析推斷出該物質(zhì)的最低限量?！　∽罱?，美國環(huán)境衛(wèi)生科學研究所的科學家小組開發(fā)了一種革命性的工具：毒理芯片（Toxchip）。雖然Toxchip不能完全取代動物實驗，但它可以提供有價值的信息，以免做許多不必要的生物試驗，大大降低動物消耗、經(jīng)費和時間；由于基因表達對低劑量也很敏感，所以Toxchip用于生物學試驗時，可在近似于人暴露的低劑量水平進行研究，這樣就可以

7、避免誤差，更真實地反映暴露水平下人體對化學物的反應?！　?、生物芯片應用的技術障礙　　鑒于生物芯片所顯示出的巨大潛力和誘人的商業(yè)前景，目前世界上許多國家和地區(qū)已經(jīng)相繼開展了生物芯片的研制工作。但由于生物芯片的應用性能不夠理想，因此限制了對其的使用?！　?.1 靈敏度　　限制生物芯片臨床應用的1個很大障礙是其檢測靈敏度較低。雖然通過借鑒醫(yī)學免疫領域的熒光標記技術可以提高靈敏度，但是傳統(tǒng)的免疫檢測技術需將所有的檢測程序一體化，而目前生物芯片技術卻很難做到完全統(tǒng)一，其復雜的檢測程序造成檢測靈敏度較低；另外，在樣品目標物放大反應的過程中容易造成樣品污染，從而影響檢測信噪比；同時采用熒光標記技術，使得生

8、物芯片檢測不僅需要昂貴的芯片制作系統(tǒng)，而且需要昂貴的激光共聚焦掃描儀，其高昂的價格嚴重限制了芯片技術的普及應用。研究者試圖通過生物傳感器吸附樣品，并結(jié)合半導體技術、納米技術和生物發(fā)光技術提高其靈敏度?！　?.2 微細制備技術　　提高生物芯片微陣列的密度是需攻克的技術障礙之一。微陣列密度越高，檢測信息越豐富。目前生物芯片技術可以達到單片片基上3000個微阱，每個微阱可容納100納升溶液。但理論上講，可以達到1cm2芯片上分布100萬個微陣列，這樣檢測通量會大大提高，因此對生物芯片的微細制備技術提出了更高的要求。微細制備技術作為生物芯片技術的關鍵，近年來也取得很大發(fā)展。目前研究人員正在研究納升阱微

9、室技術。對納米設備的研究，應用到1000多種微細制備技術的先進工藝，并結(jié)合分子生物技術、半導體技術和分子結(jié)構(gòu)工程技術作為支持。　　結(jié)語　　綜上所述，只有做好了生物芯片技術的應用工作，明確應用過程中的技術方案，找到應用的思路，做好應用過程中的質(zhì)量控制，才能夠讓檢測工作更加富有質(zhì)量，更加符合檢測要求。　　參考文獻　　[1] 杜艷艷.生物芯片技術在食品安全檢測中的應用前景[J].現(xiàn)代儀器，2009，04：10-12.　　[2] 沈紅，李煥榮，陳葵，馬俊云，吳國娟.生物芯片技術在藥理學和毒理學研究中的應用[J].北京農(nóng)學院學報，2004，04：77-80.　　[3] 陳萬義，游春蘋，劉振民.生物芯片及其在乳品檢測中的應用研究進展[J].乳業(yè)科學與技術，2016，01：28-32.　　[4] 徐曉麗，邵蓬，丁子元，包海巖，任涵瑋，宋昀鵬，張勤.生物芯片技術及其在水產(chǎn)動物病原檢測中的應用[J].河北漁業(yè)，2013，04：59-63.　　[5] 王云峰，馬淑青.生物芯片技術及其在TORCH檢測中的應用[J].中國優(yōu)生與遺傳雜志，2010，11：1-2+16.