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關(guān)鍵詞:肽類毒素 脂多糖內(nèi)毒素 霉菌毒素 檢測(cè)方法
項(xiàng)目類別:農(nóng)業(yè)科技 項(xiàng)目編號(hào):XF11C004 項(xiàng)目名稱:徐州市乳品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)
生物毒素主要指微生物在生長代謝過程中產(chǎn)生的有毒化學(xué)物質(zhì),微量毒素侵入機(jī)體后即可引起生物機(jī)能破壞,使人畜中毒。包括肽類毒素、脂多糖內(nèi)毒素、霉菌毒素等。
肽類毒素主要有溶血素、腸毒素等,其中產(chǎn)生溶血素的細(xì)菌主要有單核細(xì)胞增生李斯特菌、霍亂弧菌等。溶血素的致病機(jī)理是作用于細(xì)胞膜,造成其結(jié)構(gòu)和功能的紊亂,使大量細(xì)胞內(nèi)的成分泄漏,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。產(chǎn)生腸毒素的細(xì)菌主要有金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌等。腸毒素是細(xì)菌外毒素,通過吸收或在腸內(nèi)產(chǎn)生,作用于腸黏膜,通常引起腹瀉等不適癥狀。
脂多糖內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的主要組成成分。研究表明,過量的脂多糖內(nèi)毒素可引起機(jī)體嚴(yán)重的病理生理反應(yīng),表現(xiàn)為發(fā)熱、低血壓、休克、器官功能衰竭甚至死亡等。
霉菌毒素是霉菌產(chǎn)生的一種有毒的次級(jí)代謝產(chǎn)物,它是主要的真菌毒素,多數(shù)具有致癌作用。霉菌毒素主要有:黃曲霉素、赭曲霉素、單端孢霉烯族毒素等。目前為止,黃曲霉毒素有 B 1、B 2、M 1、M 2、G 1、G2 等幾種,其中黃曲霉素B1的毒性和致癌性最強(qiáng),被稱為第一大類致癌物。赭曲霉素有 A、B、C、D 共4 種,其中毒性最大的是赭曲霉素A。單端孢霉烯族毒素中比較常見的是A 類單端孢霉烯族毒素,它主要包括T-2 毒素和HT-2 毒素。
目前,生物毒素的檢測(cè)技術(shù)已得到越來越多的重視,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)這些毒素也研究頗多。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)以檢測(cè)致病菌為主,需要培養(yǎng),檢測(cè)時(shí)間長。現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)簡便、快速、靈敏度高,且能達(dá)到微量檢測(cè)的目的。本文對(duì)這些生物毒素的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行較為詳細(xì)的闡述并對(duì)這些方法的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。
1、肽類毒素的檢測(cè)
肽類毒素傳統(tǒng)的檢測(cè)方法主要有:酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)、聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)和生物傳感技術(shù)等。近年來產(chǎn)生了一些新興檢測(cè)技術(shù),如:懸浮芯片技術(shù)等。
1.1 酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)
酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)是利用酶標(biāo)記物同抗原抗體復(fù)合物的免疫反應(yīng)與酶的催化放大作用相結(jié)合,當(dāng)偶聯(lián)物與固相載體上的抗原或抗體反應(yīng)和酶的相應(yīng)底物,即起催化水解或氧化還原反應(yīng)而呈顏色。所生成的顏色深淺與待測(cè)標(biāo)本含量成比例,由此進(jìn)行定性或定量分析。酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)是一種敏感、快速、簡單的方法,應(yīng)用較廣,但是利用酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)食品中金黃色葡萄球菌腸毒素時(shí),會(huì)因?yàn)榧訇栃曰蚣訇幮杂绊憴z測(cè)結(jié)果。
1.2 聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)
聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)是一種在體外模擬DNA 復(fù)制過程,對(duì)特定的DNA或DN段進(jìn)行快速擴(kuò)增的方法。聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)具有靈敏度高、檢測(cè)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。目前常用的聚合酶鏈反應(yīng)種類有定性聚合酶鏈反應(yīng)和熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)。熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)是把熒光基團(tuán)加入普通聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)反應(yīng)體系中,利用熒光信號(hào)積累檢測(cè)整個(gè)聚合酶鏈反應(yīng)反應(yīng)的進(jìn)程,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)未知物進(jìn)行定量。熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)比常規(guī)聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)自動(dòng)化程度更高、特異性更強(qiáng),其應(yīng)用也更廣泛。根據(jù)報(bào)道已有包括葡萄球菌各型腸毒素,大腸桿菌毒素等30多種毒素可以應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)來檢驗(yàn)。
1.3 生物傳感技術(shù)
生物傳感技術(shù)是以酶的催化或者抗原抗體結(jié)合等特異反應(yīng),通過換能器將反應(yīng)結(jié)果輸出為可檢測(cè)的信號(hào)通過信號(hào)分析定性或定量待測(cè)物質(zhì)。生物傳感器檢測(cè)法具有分析速度快、檢樣微量、生物功能膜可反復(fù)多次使用等特點(diǎn),可用于許多物質(zhì)的檢測(cè)。
1.4 懸浮芯片技術(shù)
懸浮芯片技術(shù)具有操作簡便、重復(fù)性好、靈敏度高以及線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。國外已經(jīng)有利用懸浮芯片技術(shù)檢測(cè)的報(bào)道。國內(nèi)孫肖紅等利用懸浮芯片系統(tǒng)建立檢測(cè)模型,檢測(cè)不同濃度金黃色葡萄球菌腸毒素B,其線性范圍為0.2~1653.4ng/mL,最低檢測(cè)值為203pg/mL均優(yōu)于酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)(最低檢測(cè)質(zhì)量濃度為60ng/mL),除與2.μg/mL金黃色葡萄球菌熱休克毒素有交叉反應(yīng)外,和其他幾種細(xì)菌、毒素、蛋白均無交叉反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明懸浮芯片定量檢測(cè)方法對(duì)于模擬添加的金黃色葡萄球菌腸毒素B 具有良好的檢測(cè)效果。這比國外報(bào)道的熒光免疫層析法、磁免疫層析法、芯片傳感器等方法的靈敏度都要高,與生物傳感器- 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、毛細(xì)管芯片技術(shù)等在同一數(shù)量級(jí)。綜合國內(nèi)外對(duì)懸浮芯片的研究來看,該技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊,但是懸浮芯片能否從粉末樣品中直接檢測(cè)毒素和病原,尚缺乏模型和評(píng)價(jià)。
2、脂多糖內(nèi)毒素的檢測(cè)
1968年,國外研究人員Levin等建立了利用鱟實(shí)驗(yàn)檢測(cè)脂多糖內(nèi)毒素的方法。近幾十年來,脂多糖內(nèi)毒素的檢測(cè)方法已有很大進(jìn)展,實(shí)驗(yàn)簡便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確性高,但是由于費(fèi)時(shí)、響應(yīng)慢、自動(dòng)化程度低等原因已限制了其應(yīng)用。近十年來出現(xiàn)了利用生物傳感技術(shù)和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)細(xì)菌內(nèi)毒素的報(bào)道。國外研究人員Goh等用增強(qiáng)型綠色熒光蛋白固定在傳感器上制成了熒光內(nèi)毒素生物傳感器,根據(jù)脂多糖內(nèi)毒素與之結(jié)合時(shí)熒光強(qiáng)度的衰減檢測(cè)細(xì)菌內(nèi)毒素的含量。此熒光生物傳感器存在非分析物產(chǎn)生的熒光干擾問題,是近年來發(fā)展較快的一類光學(xué)生物傳感器。國內(nèi)岳麗娜等利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀聯(lián)用技術(shù),對(duì)脂多糖內(nèi)毒素標(biāo)準(zhǔn)品所含的3-羥基脂肪酸種類進(jìn)行檢測(cè),用于分析脂多糖內(nèi)毒素標(biāo)準(zhǔn)品菌種來源的純度。結(jié)果表明脂多糖內(nèi)毒素工作標(biāo)準(zhǔn)品中含有非腸道細(xì)菌,因此會(huì)出現(xiàn)誤差,對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀聯(lián)用法檢測(cè)脂多糖內(nèi)毒素,不受其標(biāo)準(zhǔn)品及細(xì)菌的生物活性的限制,可用于細(xì)菌內(nèi)毒素標(biāo)準(zhǔn)品菌株來源的輔助監(jiān)控及應(yīng)用中的異常情況的研究分析。
此外,檢測(cè)脂多糖內(nèi)毒素也有酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)、流式細(xì)胞術(shù)、化學(xué)發(fā)光測(cè)定法等方法,這些方法特異性、準(zhǔn)確性高,但需要專業(yè)人員操作,步驟多,必須在實(shí)驗(yàn)室完成,其應(yīng)用需要大量實(shí)際操作驗(yàn)證。
3、霉菌毒素的檢測(cè)
檢測(cè)霉菌霉素的常規(guī)方法由經(jīng)典的薄層色譜法發(fā)展到高效液相色譜法、酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)、免疫親和層析法等。現(xiàn)在,質(zhì)譜分析已被引入毒素分析中并衍生出各種質(zhì)譜方法,如高效液相色譜法-常壓化學(xué)電離質(zhì)譜測(cè)定法、液質(zhì)連用法、電噴霧-質(zhì)譜法、液相串聯(lián)質(zhì)譜法、超高壓液相聯(lián)合三重四極桿質(zhì)譜儀法,及同時(shí)測(cè)定上百種樣品的高效液相色譜法-串聯(lián)質(zhì)譜-電噴霧陽離子等技術(shù)。隨著這些新方法、新手段的發(fā)展,為霉菌毒素的檢測(cè)提供了比較廣的選擇,適應(yīng)了不同的檢測(cè)目的和要求。
3.1 薄層色譜法
薄層色譜法是測(cè)定食品中霉菌毒素的經(jīng)典方法,該方法操作簡便、費(fèi)用低、能同時(shí)定性定量霉菌毒素。其檢測(cè)過程是:提取、柱層析、洗脫、濃縮、薄層分離。由于此方法操作繁瑣、靈敏度低,現(xiàn)在的研究重點(diǎn)是改進(jìn)樣品的提取和凈化方法,因此建立了薄層掃描法來測(cè)定霉菌毒素,進(jìn)而提高薄層色譜法的精度。國內(nèi)張寰等報(bào)道了利用薄層掃描法,在掃描儀上繪制黃曲霉毒素掃描圖譜,并由此分辨出黃曲霉素種類,然后定量分析,從而得到樣品的黃曲霉毒素含量。鑒于此方法的靈敏度低、安全性差等缺點(diǎn),已越來越不適用現(xiàn)代分析的要求。
3.2 高效液相色譜法
高效液相色譜法具有高效、快速、靈敏度高、重現(xiàn)性好、檢測(cè)限低、定量準(zhǔn)確的特點(diǎn),是定性定量霉菌毒素的常用方法,其中應(yīng)用最廣的是反相高效液相色譜法。國外研究人員Sobolev等利用高效液相色譜法,以新研發(fā)的氧化物質(zhì)Al2O3作為流動(dòng)相,對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的甲醇 ― 水提取液進(jìn)行凈化處理,樣品中加標(biāo)品2.5~7.5ng/g,結(jié)果表明:AFBl、AFB2、AFGl、AFG2 的回收率為 80%~87%,最低檢測(cè)限為1.0ng/g,此方法與商業(yè)檢測(cè)黃曲霉素方法相比,凈化設(shè)備費(fèi)用更低。國外研究人員Razzazi-Fazeli等利用高效液相色譜法-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)單端孢霉烯族毒素,檢測(cè)限為 5 0~8 5 n g / g,回收率為77%~101%。鑒于高效液相色譜法的這些優(yōu)點(diǎn),其在霉菌毒素檢測(cè)中的應(yīng)用越來越多,但是由于樣品前處理較復(fù)雜,設(shè)備昂貴,操作時(shí)需專門人員等問題,難以滿足快速檢測(cè)的目的,限制了其應(yīng)用。
3.3 酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)
酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)法靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作簡便,適宜大量樣品的快速篩選,且設(shè)備費(fèi)用比高效液相色譜法低,因此廣泛用于霉菌毒素的檢測(cè)。利用此方法檢測(cè)霉菌毒素可以達(dá)到定性定量的目的。此外,根據(jù)酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)開發(fā)的毒素試劑盒實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)霉菌毒素的目的。國外Saha等利用基于酶聯(lián)免疫檢測(cè)的流動(dòng)裝置檢測(cè)紅辣椒中黃曲霉素B1與赭曲霉毒素A,檢測(cè)限分別為2ng/g 和10ng/g,結(jié)果證明此方法準(zhǔn)確性高,與單獨(dú)酶聯(lián)免疫檢測(cè)相關(guān)性良好,并且為歐盟的法定標(biāo)準(zhǔn)提供了簡單、快速、有效的檢測(cè)方法。酶聯(lián)免疫檢測(cè)測(cè)定結(jié)果易出現(xiàn)假陽性問題,且只能測(cè)定單一毒素。目前的一項(xiàng)研究是將酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)和膠體金技術(shù)與噬菌體展示技術(shù)相結(jié)合,此方法可以顯著提高檢測(cè)限,縮短檢測(cè)時(shí)間,同時(shí)可以減少毒素測(cè)定中所使用的毒素標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)實(shí)驗(yàn)人員及環(huán)境的危害,這種結(jié)合技術(shù)應(yīng)用前景廣闊[ 31]。
3.4 免疫親和柱法
免疫親和柱是以單克隆免疫親和柱為分離手段,根據(jù)單克隆抗體與載體蛋白偶聯(lián)后將其填柱形成免疫親和柱,并與霉菌毒素抗原產(chǎn)生一一對(duì)應(yīng)的特異性吸附關(guān)系。免疫親和柱法包括免疫親和柱-熒光光度法和免疫親和柱-高效液相色譜法。裴道國等采用改良型免疫親和柱凈化- 熒光光度檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)花生及花生制品中的黃曲霉毒素。結(jié)果表明:改良后的方法具有更好的準(zhǔn)確性和精密度,檢測(cè)技術(shù)操作更簡便,檢測(cè)時(shí)間由傳統(tǒng)的25min縮短至10min,大大提高了檢測(cè)效率。免疫親和柱-高效液相色譜法用于檢測(cè)霉菌毒素在國內(nèi)外的報(bào)道中也比較多。陳新等利用免疫親和柱-高效液相色譜法分別定量地檢測(cè)飼料中的黃曲霉毒素B1、B2、G1 和G2,在黃曲霉毒素B1為0~50μg/kg 測(cè)定范圍內(nèi)其線性相關(guān)系數(shù)為0.91,檢測(cè)靈敏度為1μg/kg,可以作為測(cè)定飼料及飼料原料中的黃曲霉毒素B1的定量確認(rèn)法。國外研究人員Aksenov等利用免疫親和柱-熒光-高效液相色譜法檢測(cè)了赭曲霉素,將檢測(cè)限提高至0.5mg/kg,優(yōu)化了其檢測(cè)方法。免疫親和柱法簡便快速、靈敏度極高,一個(gè)樣品只需10~15min,比傳統(tǒng)方法快。特別是免疫親和柱-高效液相色譜法可以特效性地將霉菌毒素或其他真菌毒素分離出來,分離效率和回收率高,比高效液相色譜法更有優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。
4、結(jié)論
生物毒素的檢測(cè)方法多種多樣,但其靈敏度、精度、適用條件各不相同。近幾年來,檢測(cè)肽類毒素切實(shí)可用的檢測(cè)方法主要是熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)和酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù),生物傳感器技術(shù)因其分析速度快、檢樣微量等特點(diǎn),可用于許多物質(zhì)的檢測(cè),但在國內(nèi)的使用情況來看,由于成本高而不能被廣泛采用。懸浮芯片技術(shù)由于操作簡便、靈敏度高以及線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn),未來的應(yīng)用前景將十分廣闊。利用氣色譜法-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)脂多糖內(nèi)毒素的技術(shù)相對(duì)比較成熟,而免疫學(xué)方法在我國還處于理論階段,未來還需要大量的實(shí)踐驗(yàn)證及優(yōu)化。檢測(cè)霉菌毒素較常用的檢測(cè)方法是酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)法和免疫親和柱法。酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)法法操作簡便,成本比較低,適合大量樣品的快速篩選,且設(shè)備費(fèi)用較低,因此在我國已廣泛應(yīng)用。免疫親和柱法快速簡便、靈敏度極高,分離效率和回收率高。另外,國外一些新技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和使用,在我國是值得引進(jìn)且具有推廣價(jià)值的。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:食品檢驗(yàn);生物檢測(cè)技術(shù);應(yīng)用研究
中圖分類號(hào): TQ1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A DOI編號(hào): 10.14025/ki.jlny.2017.10.060
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們的物質(zhì)生活水平逐漸得到提高,越來越多的科技產(chǎn)品涌入人們的工作生活中,例如轉(zhuǎn)基因食品等,因此食品的成分、質(zhì)量等一系列指標(biāo)的檢測(cè)就顯得越來越重要,在食品檢驗(yàn)中應(yīng)用生物檢測(cè)技術(shù)可以起到嚴(yán)格監(jiān)督食品安全生產(chǎn),保證食品安全生產(chǎn)的重要作用。針對(duì)當(dāng)前常見的生物檢測(cè)技術(shù),本文對(duì)食品檢驗(yàn)中生物檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)探討,以求更好地發(fā)展我國食品檢驗(yàn)水平,確保消費(fèi)者能夠安全食用購買的食品。
1 常見的生物檢測(cè)技術(shù)
常見的生物檢測(cè)技術(shù)包括:生物傳感器技術(shù)、生物芯片技術(shù)、生物酶技術(shù)、免疫技術(shù)、核酸探針技術(shù)、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)等。其中生物傳感器技術(shù),通過識(shí)別感應(yīng)單元接觸生物體中不同活性物質(zhì)所發(fā)生的不同反應(yīng),產(chǎn)生特定的光信號(hào)和熱信號(hào),并通過信號(hào)轉(zhuǎn)化器,如CCD、熱感應(yīng)器等,將光信號(hào)和熱信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào),在計(jì)算機(jī)終端接收后,可以分析出生物成分及其含量等參數(shù)。生物傳感技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于精確檢測(cè)食品成分及其相應(yīng)含量具有重要意義;生物酶技術(shù),通過生物酶對(duì)特定物質(zhì)的催化作用,識(shí)別生物體中性質(zhì)接近、結(jié)構(gòu)組成類似的物質(zhì),生物酶技術(shù)的使用彌補(bǔ)了難以通過化學(xué)反應(yīng)識(shí)別的檢測(cè)缺陷;免疫技術(shù),通過免疫檢測(cè)方法來區(qū)別性質(zhì)結(jié)構(gòu)相近的不同蛋白質(zhì),由于免疫法可以在不破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的前提下,成功區(qū)分蛋白質(zhì)類型,且具有檢測(cè)精度高、檢測(cè)靈敏度高、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)操作簡單等眾多優(yōu)勢(shì),免疫技術(shù)被廣泛應(yīng)用在食品檢測(cè)中;核酸探針技術(shù),通過不同核酸鏈所含的互補(bǔ)堿基序列互補(bǔ)的特性,在基因序列已知的基因片段中插入識(shí)別探針,如果待測(cè)基因片段可以同已知的片段基因互補(bǔ),就可以確定待測(cè)物品中物質(zhì)成分,在二者互補(bǔ)結(jié)合成核酸鏈以后,識(shí)別探針對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定位追蹤。
2 食品檢驗(yàn)中生物檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究
由于處理不當(dāng)或者清洗不干凈,食品上可能會(huì)殘留一些農(nóng)藥,這就可以通過生物檢測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確評(píng)估農(nóng)藥殘留與否,在食品檢驗(yàn)中應(yīng)用生物檢測(cè)技術(shù)可以定性、定量的分析食品的品質(zhì)與成分,檢測(cè)食品中是否存在有害微生物,以及存在何種有害微生物。
2.1食品中有害微生物的檢測(cè)
有害微生物的存在,嚴(yán)重降低了食品的安全質(zhì)量,對(duì)人體健康造成了極大的威脅,在食品檢驗(yàn)中應(yīng)用生物檢測(cè)技術(shù)可以很好地檢測(cè)食品中是否存在有害微生物,生物傳感技術(shù)、生物酶技術(shù)等被廣泛應(yīng)用于食品有害微生物的檢驗(yàn),使用基因探針法、熒光定量 PCR法檢測(cè)食品中有害微生物更是得到了食品安全檢驗(yàn)工作人員的一致認(rèn)可。
2.2 食品中殘余農(nóng)藥的檢測(cè)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為了更好保證農(nóng)作物可以防蟲防害,在農(nóng)作物生長階段,會(huì)使用大量的農(nóng)藥,一旦這些殘余農(nóng)藥沒有得到良好的處理,人們?cè)谑秤昧粲修r(nóng)藥的食品就會(huì)出現(xiàn)食物中毒。食品中殘余農(nóng)藥為典型的化學(xué)物質(zhì),在檢測(cè)食品中殘余農(nóng)藥時(shí),多采用生物傳感技術(shù)、生物酶技術(shù),感應(yīng)單元接觸生物體產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)和生物反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一定的光和熱,生物傳感器和酶傳感器將收集的光信號(hào)或熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),將數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)終端,就可以分析出食品是否殘存農(nóng)藥等有害的化學(xué)物質(zhì)。生物傳感器技術(shù)和酶傳感器技術(shù)可以精確地分析出食品殘存農(nóng)藥與否,這對(duì)于推進(jìn)食品安全檢發(fā)展具有重要意義。
2.3 食品的品質(zhì)及成分檢測(cè)
生物傳感技術(shù)可以很好地測(cè)定食品中葡萄糖成分及相應(yīng)含量,為消費(fèi)者購買食品,提供充足的數(shù)據(jù)參考。利用生物檢測(cè)技術(shù)可以準(zhǔn)確檢驗(yàn)食品添加劑類型與含量、重金屬存在與否,這對(duì)確保食品成分安全,保證消費(fèi)者可以安全食用起著至關(guān)重要的作用,生物檢測(cè)技術(shù)可以有效的區(qū)分工業(yè)用鹽和食用鹽,進(jìn)而檢驗(yàn)食品中是否添加了工業(yè)用鹽,確保食品中食用鹽的安全性。轉(zhuǎn)基因食品一直是飽受爭議的話題,可以通過生物檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品成分及相應(yīng)含量,進(jìn)而確保消費(fèi)者食用轉(zhuǎn)基因食品的安全健康。
3食品檢測(cè)中應(yīng)用生物檢測(cè)技術(shù)的重要意義
生物檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提升了食品安全檢測(cè)的效率和發(fā)展進(jìn)程,在食品檢測(cè)中應(yīng)用生物檢測(cè)技術(shù),可以對(duì)食品品質(zhì)和成分進(jìn)行準(zhǔn)確分析并檢測(cè)食品殘存農(nóng)藥與否,通過生物檢測(cè)技術(shù)還可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品成分及相應(yīng)含量,檢測(cè)食品中是否存在有害微生物,這對(duì)推進(jìn)食品安全檢驗(yàn)發(fā)展提供了科學(xué)、合理的檢測(cè)方法,極大地提高了食品安全檢驗(yàn)的工作效率和工作質(zhì)量,確保消費(fèi)者食品食用安全的同時(shí),保障食品消費(fèi)市場可以進(jìn)行穩(wěn)定、安全、健康的運(yùn)轉(zhuǎn)。
4結(jié)語
應(yīng)用于食品檢驗(yàn)中的生物檢測(cè)技術(shù)主要有生物傳感器技術(shù)、生物芯片技術(shù)、生物酶技術(shù)、免疫技術(shù)、核酸探針技術(shù)、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)等,這些生物檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)食品成分、品質(zhì)、存留農(nóng)藥等進(jìn)行精確檢測(cè),在為消費(fèi)者提供購買的參考依據(jù)的同時(shí),確保消費(fèi)者可以安全食用購買的食品,避免出現(xiàn)食物中毒等現(xiàn)象。生物檢測(cè)技術(shù)還可以對(duì)轉(zhuǎn)基因食品成分進(jìn)行相應(yīng)評(píng)估,為消費(fèi)者購買轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品提供參考依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:食品微生物;快速檢測(cè)技術(shù)
中圖分類號(hào):R194.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
眾所周知,食品是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),而食品的安全問題的重要性是顯而易見的,目前食品的安全已經(jīng)得到了全社會(huì)甚至全世界的廣泛關(guān)注。食品微生物快速檢測(cè)技術(shù)和傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)相比具有很多的優(yōu)點(diǎn),因此得到了越來越廣泛的應(yīng)用和推廣,通過快速檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中各種微生物的快速檢測(cè),避免由于食源性而導(dǎo)致的疾病,保證人類的健康。本文對(duì)當(dāng)前應(yīng)用的較為廣泛的食品微生物快速檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析和探討,目的是希望用最快及最準(zhǔn)確的方法檢測(cè)食源性致病菌,進(jìn)而保證人們生命的安全。
1免疫學(xué)技術(shù)
1.1免疫熒光技術(shù)
免疫熒光技術(shù)(Immunofluorescence technique )又稱熒光抗體技術(shù)。它是通過抗原抗體反應(yīng)的高度特異性,在抗體(或抗原)上加入不影響抗原抗體活性的熒光色素標(biāo)記,當(dāng)與其相應(yīng)的抗原(或抗體)結(jié)合后,在熒光顯微鏡下呈現(xiàn)一種特異性熒光反應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)菌的檢測(cè)和鑒別的技術(shù)。
該技術(shù)通??梢园凑找韵碌牟僮鞑襟E來完成檢測(cè)。
1.1.1對(duì)接受檢測(cè)的樣本中的抗原或者抗體測(cè)定出來,使被檢驗(yàn)的樣本和酶標(biāo)抗原或者是抗體結(jié)合在一起之后,根據(jù)相關(guān)要求中的步驟使其和固相載體的表面的抗原和抗體發(fā)生反應(yīng)。
1.1.2通過洗滌將位于固相載體表面的抗原抗體分離出來,這時(shí)使得接受檢測(cè)的樣本的量和位于固相載體表面的酶量會(huì)以一定的比例結(jié)合在一起,然后在其中加入一定量的酶反應(yīng)底物,這時(shí)經(jīng)過催化劑的摧毀作用底物將會(huì)變成有色物質(zhì),有色產(chǎn)物和接受檢測(cè)樣本物質(zhì)的多少之間有著密切的關(guān)系,這時(shí)就可以根據(jù)有色物質(zhì)的顏色深淺來完成對(duì)接受檢測(cè)樣本的定量分析。該種檢測(cè)方法的靈敏度較高,增菌之后樣本在達(dá)到檢出度需要的時(shí)間比較短,因此抗原和抗體在很短的時(shí)間之內(nèi)就可以完成結(jié)合反應(yīng)。
1.2酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)
該種技術(shù)是放射免疫技術(shù)和熒光技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)是固相載體通過對(duì)抗原和抗體的吸附并完成免疫酶染色,當(dāng)?shù)孜镉蓄伾@現(xiàn)出來之后然后對(duì)定量有色產(chǎn)物的分析進(jìn)而將接受檢測(cè)樣本中的某些物質(zhì)的具體含量確定出來。當(dāng)前主要的分類方法有競爭法、捕獲法、間接法以及夾心法。酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn),比如可以實(shí)現(xiàn)定量分析、適用范圍廣、反應(yīng)靈敏準(zhǔn)確、簡單方便、檢測(cè)費(fèi)用低、檢測(cè)速度高以及分析結(jié)果真實(shí)可靠等,該種技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)量較多的樣品進(jìn)行分析,數(shù)量可到上千種,正是因?yàn)樵摲N技術(shù)具有如此之多的優(yōu)點(diǎn),在食品檢測(cè)中得到了十分廣泛的應(yīng)用。
1.3免疫層析技術(shù)
免疫層析技術(shù)作為一種固相免疫測(cè)定技術(shù),它的原理是在膜以便添加的樣品在膜的毛細(xì)管的作用下朝另外一邊移動(dòng)和層析相似,在發(fā)生移動(dòng)的過程當(dāng)中某些抗原和抗體完成結(jié)合之后被固相化,在移動(dòng)中除了結(jié)合物之外的物質(zhì)將會(huì)被分離出來,根據(jù)標(biāo)記物的顏色深淺來完成被測(cè)樣本的定量分析。目前應(yīng)用較為廣泛的是膠體金免疫層技術(shù),其就是通過膠體金來進(jìn)行標(biāo)記物的試驗(yàn),具有很多的優(yōu)點(diǎn),比如準(zhǔn)確、快速、簡單以及無污染,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中霍亂弧菌、布氏桿菌、金黃色葡萄糖球菌、沙門氏菌以及大腸桿菌等的檢測(cè)和鑒定。
1.4免疫磁珠技術(shù)
該種技術(shù)通過連接抗體的磁珠將增菌液中的目的捕捉出來之后在平板上將獲得的目的菌進(jìn)行觀察分析,或亦可通過酶標(biāo)記或者是熒光抗抗體來完成檢測(cè)鑒定。目前可以通過該種技術(shù)來完成對(duì)大腸桿菌0111、0145、0157以及沙門氏菌的檢測(cè)和鑒定。
2分子生物學(xué)
2.1基因芯片技術(shù)
基因芯片是生物芯片的一種,也就是DNA微探針陣列?;蛐酒夹g(shù)是通過對(duì)微電子技術(shù)和分子生物學(xué)的應(yīng)用,使得被標(biāo)記的基因探針和寡核苷酸點(diǎn)雜交之后,使用相關(guān)的檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的掃描,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)樣本中的微生物進(jìn)行定量分析和鑒定。該種技術(shù)在一次試驗(yàn)中可以將接受檢驗(yàn)樣本中所有的潛在致病原以及其遺傳性指標(biāo)。在施工該種技術(shù)的時(shí)候,由于芯片檢測(cè)的結(jié)構(gòu)在很大程度上會(huì)受到樣點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別的影響,因此基因芯片在進(jìn)行處理數(shù)據(jù)以及提取信息的時(shí)候要確保對(duì)圖像中所有雜交樣點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。
2.2基因探針技術(shù)
該種技術(shù)是在一定的條件下使得2條可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)的2條堿基DNA鏈完成互補(bǔ)之后形成具有穩(wěn)定性的DNA,其原理是通過對(duì)接受檢測(cè)的樣品和DNA探針進(jìn)行觀測(cè),看有沒有雜交分子出現(xiàn),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢測(cè)樣品中是否存在某種微生物的判斷,如果有雜交分子出現(xiàn)即就是存在某種微生物,反之就沒有。該種技術(shù)誕生于20個(gè)世紀(jì)90年代,該種技術(shù)在法國和美國等發(fā)達(dá)國家的食品微生物檢測(cè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,加上現(xiàn)在的DNA指紋圖譜自動(dòng)分析系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)化學(xué)發(fā)光標(biāo)志物的引進(jìn),可以更加簡單方便的對(duì)獲得的圖譜和核酸堿基進(jìn)行分析對(duì)比以實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻中微生物的定量分析和鑒定。
3代謝學(xué)
3.1阻抗法
阻抗法的原理是微生物在生長時(shí)培養(yǎng)基中的碘惰性底物經(jīng)過代謝成為活性底物,這時(shí)培養(yǎng)基中的電導(dǎo)性就會(huì)增加以降低培養(yǎng)基中的阻抗,這對(duì)培養(yǎng)基中的電阻抗的具體變化情況進(jìn)行檢查分析就會(huì)完成對(duì)被檢測(cè)樣本微生物的檢測(cè)鑒定。該種檢測(cè)方法適用的范圍廣,在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,其具有很多優(yōu)點(diǎn),比如特異性、高敏感性以及反映快速等。
3.2放射法
該種檢測(cè)方法是將多種物理和化學(xué)診斷方法結(jié)合在一起的新的檢測(cè)技術(shù),其原理是在細(xì)菌生長的過程中通過培養(yǎng)基中的鹽類底物或者是有碳標(biāo)記的碳水化合物經(jīng)過代謝之后產(chǎn)生一氧化碳,這時(shí)對(duì)產(chǎn)生的一氧化碳量進(jìn)行測(cè)量分析,其量在原有碳水化合物的基礎(chǔ)上一氧化碳量有沒有增加來實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢測(cè)樣本中的某種微生物細(xì)菌進(jìn)行分析。該種檢測(cè)方法具有很多優(yōu)點(diǎn),比如準(zhǔn)確度高、速度快,更重要的是可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)。該種檢測(cè)技術(shù)對(duì)各類物品的無菌檢測(cè)都是非常適用的。
4干片法
該種方法是對(duì)微生物學(xué)、高分子學(xué)以及化學(xué)綜合應(yīng)用的檢測(cè)方法,其原理是通過無毒的高分子材料作為培養(yǎng)基載體進(jìn)而準(zhǔn)確快速的完成對(duì)食品中各種微生物的定量分析,該種方法已經(jīng)成為一種定量的常規(guī)方法。該種方法可以保證測(cè)定的精確度,對(duì)于少量樣品的檢查無需配置試劑,因此操作起來簡單方便、費(fèi)用低、攜帶方便而且不會(huì)受到時(shí)間的限制,除此之外該種方法沒有任何廢棄物產(chǎn)生,所以不會(huì)給環(huán)境帶來污染,由此可見該種方法具有較強(qiáng)的適用范圍,可以在很大程度上減少工作人員的工作量,而且還可以保證檢測(cè)的質(zhì)量。
5PCR技術(shù)
該種檢測(cè)技術(shù)的原理將目的菌高度保守段的具有特異性的DNA進(jìn)行大量的復(fù)制并對(duì)這些DNA進(jìn)行檢測(cè)分析,假如在樣品匯總有目的菌存在就將有關(guān)特異性的DNA復(fù)制出來,對(duì)具有特異性DNA復(fù)制通過聚合酶鏈反應(yīng)就是PCR技術(shù)。目前PCR技術(shù)在食品的微生物檢測(cè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,而且已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)化,得到很多權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,該種檢測(cè)技術(shù)具有速度快、精度高、污染小、一級(jí)自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單增李斯特菌、大腸桿菌O157、阪崎腸桿菌以及沙門氏菌等1 000多種細(xì)菌的檢測(cè)鑒定。
6直接表面熒光濾膜計(jì)數(shù)技術(shù)
該種檢測(cè)技術(shù)可以直接將被測(cè)樣本中微生物負(fù)荷量測(cè)定出來,最開始研究開發(fā)該技術(shù)是為了對(duì)牛奶樣品進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)前該種檢測(cè)方法在肉類制品、乳制品以及飲料等物質(zhì)的檢測(cè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)通過表面熒光顯微鏡以及膜技術(shù)的使用時(shí)限對(duì)樣本的培養(yǎng)之后通過DEFTT來完成計(jì)數(shù)。通過該中技術(shù)可以對(duì)5℃和11℃條件下保存的巴氏殺菌乳的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)分析,而且完成每一個(gè)樣品的檢測(cè)不到半個(gè)小時(shí)的時(shí)間,而且檢測(cè)需要的費(fèi)用較少。隨著直接表面熒光濾膜計(jì)數(shù)技術(shù)的不斷發(fā)展,目前可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蘋果汁以及蔬菜等的大腸桿菌的檢測(cè)和鑒定,此技術(shù)不但能通過膜過濾實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中微生物的收集并在膜的表面濃縮,而且能通過表面熒光顯微鏡實(shí)現(xiàn)熒光抗體的染色。通過該種方法和別的方法分析的結(jié)果是一致的,由此可見該種方法作為李氏桿菌數(shù)量測(cè)定方法是合理可行的。
7食品微生物快速檢測(cè)技術(shù)的不足
通過以上的分析和評(píng)估,不同的食品微生物檢測(cè)技術(shù)都有著自己的優(yōu)點(diǎn)以及使用范圍,很多快速檢測(cè)技術(shù)對(duì)于某種食品檢測(cè)性能會(huì)比其他食品更加優(yōu)良,這主要是因?yàn)槭称纷陨淼某煞謱?dǎo)致的,有些食品中的一些成分在使用食品微生物快速檢測(cè)技術(shù)是很麻煩的,需要考慮到很多的因素,食品中的有些成分會(huì)直接影響檢測(cè)的結(jié)果,因此要引起重視,以確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
8結(jié)束語
綜上所述,由于快速檢測(cè)技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn),因此越來越多的應(yīng)用到了食品的微生物檢測(cè)和鑒定當(dāng)中,這也在很大程度上促進(jìn)了快速檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。由于每一種檢測(cè)技術(shù)都有一定的適用性,因此不管是企業(yè)還是檢測(cè)鑒定中心,在選擇微生物快速檢測(cè)技術(shù)的時(shí)候,要結(jié)合多種因素進(jìn)行考慮,要做到以最少的時(shí)間和花費(fèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)食品微生物的快速檢測(cè)和鑒定。這就需要不斷完善科研管理體系,同時(shí)要不斷提高檢測(cè)隊(duì)伍的綜合實(shí)力,當(dāng)然還要保證加大科研經(jīng)費(fèi)的投入以確保檢測(cè)鑒定儀器的先進(jìn)性,并能及時(shí)掌握國際的先進(jìn)信息,以便于及時(shí)掌握一些先進(jìn)的檢測(cè)鑒定技術(shù),更好的完成對(duì)食品微生物的檢測(cè)和鑒定,以保證人們生命的安全。
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關(guān)鍵詞:生物檢測(cè);食品檢驗(yàn);有效應(yīng)用
中圖分類號(hào):R15 文獻(xiàn)識(shí)別碼:A 文章編號(hào):1001-828X(2016)009-000-01
食品安全問題是近年來社會(huì)中十分熱議的話題,作為食品安全的重要保障環(huán)節(jié),食品檢驗(yàn)工作被擺到了社會(huì)發(fā)展非常重要的位置,因?yàn)槭称钒踩珕栴}關(guān)乎著社會(huì)民眾的身體健康,更關(guān)乎著我國社會(huì)主義現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)偉大戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),因此作為食品檢驗(yàn)人員應(yīng)該給予食品檢驗(yàn)工作以高度的重視。生物檢測(cè)技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù),在食品檢驗(yàn)過程中有著非常廣泛的應(yīng)用,生物檢測(cè)技術(shù)具有精度高、成本小、特異性強(qiáng)等特點(diǎn),是確保食品檢驗(yàn)工作質(zhì)量的重要手段。
一、食品檢驗(yàn)工作中常見生物檢測(cè)技術(shù)分析
1.生物酶技術(shù)
生物酶技術(shù)具有很高的靈敏性和準(zhǔn)確性,其主要目的在于分析食品的組成和性質(zhì),對(duì)其中對(duì)于人體有危害的成分進(jìn)行辨識(shí),生物酶技術(shù)的使用讓食品檢驗(yàn)工作能夠做到精度更高,并且生物酶技術(shù)由于其高度的靈敏性,能夠?qū)τ谑称窐悠分械挠泻Τ煞诌M(jìn)行準(zhǔn)確的辨識(shí),從而大大的提高了食品檢驗(yàn)工作對(duì)于食品安全性的保證,因此生物酶技術(shù)作為食品檢驗(yàn)中一項(xiàng)重要的生物檢測(cè)技術(shù),應(yīng)該值得進(jìn)一步的研究和推廣。
2. PCR技術(shù)
PCR技術(shù)主要是從生物遺傳學(xué)的角度來對(duì)食品樣品中的微生物種類和數(shù)量進(jìn)行分析,通過對(duì)于食品樣品中微生物指定基因的分析,從而判定食品樣品中微生物的種類以及數(shù)量。PCR技術(shù)在最初的應(yīng)用之中主要是針對(duì)于轉(zhuǎn)基因和基因克隆,其目的在于控制食品樣品中轉(zhuǎn)基因成分的含量。隨著我國生物檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,目前PCR技術(shù)已經(jīng)突破了原有的瓶頸,應(yīng)用范圍拓展到了對(duì)于食品樣品中微生物的形狀以及遺傳背景等進(jìn)行分析,進(jìn)一步的確保食品的安全性。
PCR技術(shù)在食品檢驗(yàn)過程中主要針對(duì)于食品樣品的病原菌進(jìn)行檢查,辨識(shí)食品樣品之中是否存在著致病菌以及致病菌的種類、數(shù)量等等。通常在肉類產(chǎn)品以及水產(chǎn)品等食品的檢測(cè)中經(jīng)常會(huì)用到該項(xiàng)技術(shù),因?yàn)槿忸愂称泛退a(chǎn)品食品很容易滋生小腸耶爾森氏菌,這種細(xì)菌能夠引起急性胃腸炎型食物中毒,人體感染此種病菌之后能夠出現(xiàn)發(fā)熱、腹痛、嘔吐、敗血癥等病癥,對(duì)于人體健康威脅極大。而PCR技術(shù)能夠精確的鑒定出食品樣品之中是否含有小腸耶爾森氏菌等致病性細(xì)菌,從而大大的提高了食品檢驗(yàn)工作的安全性保障。
3.生物芯片技術(shù)
生物芯片技術(shù)依據(jù)的主要原理是光導(dǎo)原位合成或者是微量點(diǎn)樣,首先對(duì)食品樣品中的生物分子進(jìn)行標(biāo)記,然后另取大量生物分子進(jìn)行排序,并固化在指定的載體之上,這樣固化的載體之上會(huì)形成密集程度很高的二維分子排列,在此之后將排序固化的生物分子與待測(cè)樣品中已經(jīng)標(biāo)記的生物分子進(jìn)行雜交,之后可以利用特定的儀器對(duì)經(jīng)過雜交后的生物分子進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度的分析,快速高效的分析雜交分子之中的靶分子含量,從而能夠更準(zhǔn)確的了解食品樣品的安全狀態(tài)以及準(zhǔn)確的判定食品樣品中食源性疾病的臨界值。生物芯片技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠有效的提高生物檢測(cè)技術(shù)效率和精度,同時(shí)還能夠非常有效的促進(jìn)我國進(jìn)出口食品監(jiān)管的預(yù)警相應(yīng)系統(tǒng)。但是就現(xiàn)階段的技術(shù)能力而言,生物芯片技術(shù)的成本偏高,而且性能方面也有所欠缺,但是生物芯片技術(shù)依舊有著十分廣闊的前景,隨著我國生物技術(shù)的不斷發(fā)展,該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用將會(huì)在不久的將來實(shí)現(xiàn)。
二、生物檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析
1.用于檢測(cè)食品之中的有害微生物
食品之中的有害微生物對(duì)于人體健康有著非常重大的危害,因此對(duì)于有害微生物的檢測(cè)一直以來都是食品檢驗(yàn)工作的重中之重,而生物檢測(cè)技術(shù)由于其對(duì)于有害微生物有著很高的辨識(shí)能力,因此能夠成為有害微生物檢測(cè)之中應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)。生物檢測(cè)技術(shù)之中的PCR技術(shù)、生物酶技術(shù)以及生物免疫技術(shù)都能夠非常準(zhǔn)確的辨識(shí)有害微生物的種類、數(shù)量、性狀、遺傳情況等等,這毫無疑問對(duì)于食品檢驗(yàn)工作的安全性的提高提供了最為可靠的保障。
2.用于檢測(cè)食品之中的農(nóng)藥殘留
農(nóng)藥殘留問題近年來受到了社會(huì)各界的普遍關(guān)注,由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民物質(zhì)生活水平的提高,人們對(duì)于食品的需求數(shù)量和質(zhì)量也在不斷的增加,這就導(dǎo)致農(nóng)藥的使用大大的超過了以往的水平,而這也同時(shí)導(dǎo)致了食品農(nóng)藥殘留超標(biāo)的問題。對(duì)于食品農(nóng)藥殘留的檢測(cè),生物檢測(cè)技術(shù)有著非常顯著的優(yōu)勢(shì),其中生物酶技術(shù)以及生物傳感器技術(shù)都能夠精確的判定食品樣品之中農(nóng)藥殘留的種類、數(shù)量。
3.用于檢測(cè)食品的成分和品質(zhì)
生物檢測(cè)技術(shù)能夠準(zhǔn)確的判定食品的主要成分含量,其中最早使用的葡萄糖傳感器就是典型的生物傳感器技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)能夠精確的斷定食品樣品之中葡萄胎過的含量。而隨著我國生物技術(shù)的發(fā)展,介體酶傳感器技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于食品檢驗(yàn)工作之中,生物傳感器技術(shù)還能夠有效的判斷食品的新鮮程度,這對(duì)于生鮮食品的檢驗(yàn)提供了非??煽康谋WC。
4.用于檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品
隨著生物技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)越來越多的進(jìn)入到我們的日常生活之中,目前對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品的討論日趨激烈,有關(guān)于其是否對(duì)于人體的健康和生態(tài)環(huán)境存在著不良影響一直爭論不休,所以對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品的檢驗(yàn)也成為了食品檢驗(yàn)工作的重點(diǎn),在這一領(lǐng)域生物檢測(cè)技術(shù)同樣有著明顯的優(yōu)勢(shì),其中酸檢測(cè)法、蛋白質(zhì)檢測(cè)法以及酶活性檢測(cè)法都是非常有效的生物檢測(cè)手段。
三、結(jié)語
食品安全問題關(guān)乎著社會(huì)民眾的生命健康安全,是值得每一位食品檢驗(yàn)人員予以高度重視的工作。在食品的檢驗(yàn)過程中,對(duì)于生物檢測(cè)技術(shù)的有效運(yùn)用能夠非常有效的提高食品檢驗(yàn)工作的質(zhì)量,精確的分析食品的成分、性狀以及有害微生物的含量、數(shù)量等等,從而準(zhǔn)確的對(duì)食品樣品進(jìn)行判定。因此生物檢測(cè)技術(shù)作為確保食品檢驗(yàn)工作質(zhì)量的有效技術(shù)應(yīng)該值得深入的研究并加以大力的推廣。
關(guān)鍵詞:微生物;污染;快速檢測(cè)
隨著世界食品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售的迅猛發(fā)展, 研究和建立食品微生物速測(cè)方法以加強(qiáng)對(duì)食品衛(wèi)生安全的監(jiān)測(cè)越來越受到各國科學(xué)家的重視。
1. 微量量熱法
此法是通過測(cè)定細(xì)菌生長時(shí)熱量的變化進(jìn)行細(xì)菌的檢出和鑒別。試驗(yàn)時(shí), 將4 毫升腦心浸液放在肉湯培養(yǎng)基儀器中的帶螺帽玻璃瓶內(nèi), 接種待檢微生物作靜止培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)菌繼續(xù)生長時(shí), 用微量熱計(jì)測(cè)量的產(chǎn)熱量等數(shù)據(jù), 均存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中, 經(jīng)過適當(dāng)信號(hào)上的數(shù)字模擬界面, 在記錄器上繪制成以產(chǎn)熱量對(duì)比時(shí)間組成的熱曲線圖。根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)所得的熱曲線圖, 與已知細(xì)菌熱曲線圖直觀比較, 即對(duì)細(xì)菌進(jìn)行鑒別。
2. 放射測(cè)量法
此法是根據(jù)細(xì)菌在生長繁殖過程中代謝碳水化合物產(chǎn)生C O _ 2 的原理, 把微量的放射性~ 1 4 C標(biāo)記引入碳水化合物或鹽類等底物分子中進(jìn)行檢測(cè)的。在細(xì)菌生長時(shí), 這些底物被利用并釋放出含放射性的~ 1 4 C O _ 2 , 然后通過自動(dòng)化放射測(cè)定儀B a c t e c 測(cè)量~ 1 4 C O _ 2 2 的含量, 從而根據(jù)~ 1 4 C O _ 2 含量的多少來判斷細(xì)菌的數(shù)量。這一方法已用于測(cè)定食品中的細(xì)菌, 具有快速、準(zhǔn)確度高和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。
3. 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平板測(cè)數(shù)法
這是通過螺旋制板機(jī)將0 . 0 3 5 m l 液態(tài)樣品以阿基米德螺線的形式接種在瓊脂平板上, 輸樣量隨著輸液管從平板中心向邊緣的移動(dòng)而減少。經(jīng)過培養(yǎng)后, 將平板放在計(jì)數(shù)格上, 此格劃分成一些已知面積的區(qū)間, 菌落數(shù)即在此區(qū)間內(nèi)計(jì)數(shù)。此法已被A O A C推薦為法定方法, 在美國廣泛采用。
4. 氣相色譜法
利用微生物細(xì)胞的氣相色譜分析是研究微生物分類的有效方法之一。其原理是將微生物細(xì)胞經(jīng)過水解、甲醇分解、提取以及硅烷化、甲基化等衍生化處理后, 使之分離盡可能多的化學(xué)組分供氣相色譜儀進(jìn)行分析。不同的微生物所得到的色譜圖中,通常大多數(shù)的峰是共性的, 只有少數(shù)的峰具有特征性, 可被用來進(jìn)行微生物鑒定。
5. 阻抗測(cè)定法
當(dāng)微生物在培養(yǎng)液中生長時(shí), 其周圍液體的阻抗和電導(dǎo)發(fā)生有規(guī)則的變化, 通過測(cè)定阻抗或電導(dǎo)的變化, 可以估計(jì)微生物的數(shù)量并鑒別其種屬。利用阻抗測(cè)量法可迅速檢測(cè)出各種微生物對(duì)不同底物作用的結(jié)果, 即在含有幾種不同底物的培養(yǎng)基中, 分別接種適量的被檢微生物, 經(jīng)一定時(shí)間培養(yǎng)后即可用阻抗測(cè)量儀在檢測(cè)其生長情況的同時(shí)也表達(dá)出特征進(jìn)而鑒別其種屬。此法廣泛用于細(xì)菌、酵母菌、霉菌和支原體等的檢測(cè)和鑒定, 具有高敏感性、特異性、快反應(yīng)性和高度重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)。
6. 酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法
此法廣泛用于細(xì)菌、霉菌的檢測(cè)及其他許多領(lǐng)域, 如用于大腸菌群的快速測(cè)定, 在4 小時(shí)之內(nèi)即可獲得結(jié)果。測(cè)定時(shí), 將酶分子與抗體( 或抗原) 分子聯(lián)接成酶標(biāo)分子, 當(dāng)它與固相免疫吸附劑中相應(yīng)抗原、抗體或抗抗體相遇時(shí), 形成酶―抗原―抗體復(fù)合物, 加入酶的相應(yīng)底物, 在酶的催化作用下發(fā)生生化反應(yīng), 生成有色物質(zhì), 根據(jù)顏色的深度, 即可測(cè)定溶液中抗原或抗體的量。該方法具有可定量、反應(yīng)敏感、特異性高、標(biāo)記物穩(wěn)定、結(jié)果判斷客觀、簡便完全等優(yōu)點(diǎn), 而且可同時(shí)進(jìn)行上千份樣品的分析, 與常規(guī)檢測(cè)法的相關(guān)性在0 . 9 5 以上。
7. 熒光素酶測(cè)定法
此法是生物發(fā)光測(cè)定法中最敏感的方法, 其理論基于A T P 普遍存在于包括微生物在內(nèi)的一切活細(xì)胞中, 從而使得A T P 的存在成為檢測(cè)樣品中有無微生物的極佳依據(jù)。熒光素酶在鎂離子存在的條件下, 與還原熒光素和A T P 結(jié)合形成熒光素酶―熒光素―單磷酸腺苷的復(fù)合物, 該復(fù)合物與氧結(jié)合時(shí)發(fā)出光。在反應(yīng)過程中, 放出的總光景取決于熒光素酶、熒光親、氧和A T P 的濃度, 當(dāng)所有其他反應(yīng)物過量時(shí), 發(fā)出的總光量和最大光強(qiáng)度與A T P 的量成正比。在國外, A T P 方法目前已用于肉制品、飲料和酒類中細(xì)菌的快速檢測(cè)。
8. 接觸酶測(cè)定法
其原理是通過計(jì)算―個(gè)含有接觸酶的紙盤( 如來自某細(xì)菌樣品) , 在裝有H _ 2 O _ 2的試管中的漂浮時(shí)間來估計(jì)菌數(shù)。接觸酶與H _ 2 O _ 2 之間產(chǎn)生生化反應(yīng), 放出氧氣, 使紙盤由試管底部浮到表面。當(dāng)接觸酶陽性細(xì)菌含量高時(shí), 紙盤上浮的時(shí)間短, 反之, 紙盤上浮的時(shí)間長。由于大多數(shù)商品化食品都是在好氣條件下冷藏的, 所以主要的腐敗微生物是嗜冷性細(xì)菌。而大多數(shù)嗜冷細(xì)菌接觸酶陽性, 故可以用接觸酶反應(yīng)水平面來估計(jì)食品中的嗜冷性菌群。
9. “即用膠”測(cè)定法
是把1 m l 食物樣品傾入一盛有無菌液體培養(yǎng)基的試管中, 混勻后再將混合物倒入一個(gè)裝有膠質(zhì)的特殊培養(yǎng)皿中?;旌衔锱c膠質(zhì)接觸后便形成瓊脂相似的復(fù)合物, 經(jīng)培養(yǎng)后便可計(jì)數(shù)菌種及數(shù)量。該系統(tǒng)是包裝好的產(chǎn)品, 用時(shí)不需滅菌, 極適合野外測(cè)定。目前, 這種系統(tǒng)正在受到美國A O A C的鑒定。
10. 微生物自動(dòng)檢測(cè)法
美國麥道保健系統(tǒng)公司制造了一種稱作V i - t e k AM S的微生物自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng), 該裝置的最大特點(diǎn)在于同微生物檢測(cè)應(yīng)用的傳統(tǒng)方法有著明顯的變革, 它無須經(jīng)過微生物分離培養(yǎng)和純化的過程。它能直接從樣品中檢出特殊的微生物種類和菌群來。麥道公司在原有V i t e c k AM S的基礎(chǔ)上, 又推出第二代檢測(cè)系統(tǒng), 即V i t e ck 免疫診斷檢測(cè)系統(tǒng)(V I D A S)。它是集固相吸附, 酶連免疫, 熒光檢測(cè)和乳膠凝集試驗(yàn)諸方法優(yōu)點(diǎn)于一體的綜合性檢測(cè)系統(tǒng)。
隨著分子生物學(xué)以及其他學(xué)科的發(fā)展, 人們還發(fā)展了其他一些微生物快速檢測(cè)方法, 如D N A探針技術(shù)、單克隆抗體( M C B ) 、質(zhì)譜分析等, 各國科學(xué)家還會(huì)不斷研究出更靈敏、更有效和更可靠的微生物快速檢測(cè)法。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:生物柴油 分析技術(shù) 色譜法 光譜法
一、色譜法
將GC和HPLC及它們的聯(lián)用用于分析生物柴油都已經(jīng)有報(bào)道。將凝膠滲透色譜(GPC)作為分析酯交換產(chǎn)物的方法也已有報(bào)道。到目前為止,大部分的色譜分析法都應(yīng)用于甲酯及乙酯、異丙酯等低級(jí)酯類的分析。為了能夠準(zhǔn)確分析一些高級(jí)酯類,在此所討論的方法都要作必要的調(diào)整。
1.氣相色譜法
由于氣相色譜法在對(duì)微量成分進(jìn)行定量時(shí)有較高的精確度,現(xiàn)已廣泛用于生物柴油的分析。但是,值得注意的是,檢測(cè)時(shí)基線的漂移、信號(hào)的重疊等因素也會(huì)影響GC分析的精確性。Freedman等首先報(bào)道了用毛細(xì)管氣相色譜對(duì)甲酯、甘一酯、甘二酯及甘三酯進(jìn)行定量分析。先將樣品用雙(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)處理,以獲得與羥基基團(tuán)相應(yīng)的四甲基硅烷(TMS)衍生物?,F(xiàn)在該衍生法已經(jīng)被用于GC法分析生物柴油。將物質(zhì)衍生為TMS衍生物非常重要,因?yàn)樗梢蕴岣吡u基化物質(zhì)的色譜特性,并且在與質(zhì)譜聯(lián)用時(shí),便于對(duì)其質(zhì)譜圖進(jìn)行解析。目前,對(duì)生物柴油采用GC法的報(bào)道大都以FID為檢測(cè)器。非甘油物質(zhì)在生物柴油的存在也已經(jīng)用GC來分析。因此,Plank和Lorbeer對(duì)生物柴油中固醇和醇酯進(jìn)行了檢測(cè),和其它與GC相關(guān)的研究一樣,采用的是FID檢測(cè)器,盡管在這種情況下用MS檢測(cè)器更好。
2.高效液相色譜法
HPLC與GC相比其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省時(shí)間和衍生化試劑,減少分析時(shí)間。然而,將HPLC用于分析生物柴油的報(bào)道卻比GC少的多。首先對(duì)HPLC進(jìn)行報(bào)道的是Trathnigg和Mittelbach,他們采用恒溶劑成分體系,在氰基改性的石英柱上(配有兩個(gè)帶密度檢測(cè)的凝膠滲透色譜柱)分析生物柴油。該系統(tǒng)對(duì)酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化程度進(jìn)行定量非常有用。Foglia和Jones對(duì)酶催化酯交換反應(yīng)的混合物,在采用蒸發(fā)光閃射檢測(cè)器(ELSD)的HPLC上進(jìn)行分析,該方法能夠?qū)柞ァ⒂坞x脂肪酸及各種類的甘油酯進(jìn)行定量。
Holcapek等采用不同的檢測(cè)方法使用反相HPLC進(jìn)一步研究:205nm紫外檢測(cè)、蒸發(fā)光散射檢測(cè)和大氣壓化學(xué)電離-質(zhì)譜(APCI-MS)。采用兩種梯度洗脫系統(tǒng):①甲醇(A) 2-丙醇:正己烷(B)=5:4,從100%的A到A:B=50:50的非水溶液反相洗脫溶劑系統(tǒng).②水(A)乙腈(B) 2-丙醇:正己烷(B)=5:4(C),進(jìn)行線性梯度洗脫(0min時(shí)A:B=30:70,10min時(shí)B=100%,20min時(shí)B:C=50:50,最后B:C=50:50持續(xù)5min)。隨著脂肪酸甲酯雙鍵數(shù)量的增加,APCI-MS和ELSD的靈敏度下降,并且UV不能對(duì)飽和的進(jìn)行定量。APCI-MS或許是分析菜籽油和生物柴油的最適合的測(cè)定方法。
3.凝膠滲透色譜法
2000年,Darnoko等采用GPC對(duì)酯交換產(chǎn)品的分析進(jìn)行了報(bào)道。以四氫呋喃為流動(dòng)相,采用折光率檢測(cè)器對(duì)甲酯、甘一酯、甘二酯、甘三酯及甘油進(jìn)行了分析。對(duì)該方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,采用相應(yīng)的內(nèi)標(biāo),可以用于分析棕櫚油。重現(xiàn)性比較好,不同轉(zhuǎn)化率的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.27%~3.87%。
4.氣液色譜聯(lián)用法
采用LC-GC的聯(lián)用技術(shù)分析生物柴油已經(jīng)有報(bào)道。兩種分離方法的聯(lián)用的目的是為了減少氣相色譜的復(fù)雜性以獲得更可靠的峰面積。在對(duì)生物柴油與石化柴油混合物的分析研究中,采用硅膠萃?。⊿ep-Pak)色譜柱以正己烷/乙醚為溶劑,從石化柴油中分離生物柴油。1997年,Lechner采用一套完全自動(dòng)化的LC-GC設(shè)備,對(duì)植物油甲酯中的?;视瓦M(jìn)行了測(cè)定。LC采用的溶劑體系是正己烷/二氯甲烷/乙腈=79.97:20:0.05,GC采用FID檢測(cè)器,在10m長的涂有5%苯代聚二甲基硅氧烷膜檢測(cè)需要52min。Plank和Lorbeer用LC-GC對(duì)五種不同的甲酯(菜籽油甲酯、大豆油甲酯、葵花籽油甲酯、高油葵花籽油和使用過的煎炸油)中固醇含量進(jìn)行了分析。在分析以前要用MSTFA對(duì)固醇進(jìn)行硅烷化。以正己烷/二氯甲烷/乙腈=9.9:20:0.1為溶劑體系采用LC將甲酯與固醇分開。以FID為檢測(cè)器,在12m長的(5%苯代聚二甲基硅氧烷)柱子上分析五個(gè)樣品的游離固醇的濃度范圍是0.20%~0.35% (質(zhì)量比),而固醇酯的含量的范圍是0.15%~0.73%(質(zhì)量比)。大豆油甲酯的在最后,分別是0.20%(質(zhì)量比)和0.15%(質(zhì)量比),菜籽油甲酯的最高,分別為0.33%和0.73%。將先皂化分離固醇部分,再用GC分析的方法與用LC-GC聯(lián)用的方法分析菜籽油甲酯作以比較,雖然LC-GC需要復(fù)雜的分析儀器,但由于它分析時(shí)間較短有很好的再現(xiàn)性并且可以獲得較多的信息,我們還是建議用LC-GC來分析。菜籽油甲酯中固醇的總含量為0.70~0.81%(質(zhì)量比)。
二、光譜法
將光譜法用于分析生物柴油或檢測(cè)酯交換反應(yīng)已有報(bào)道。這些方法是1H-NMR和13C-NMR光譜及近紅外光譜法。
1.核磁共振光譜法
1995年,Gelbard等首先報(bào)道了將1H-NMR用于測(cè)定酯交換反應(yīng)的產(chǎn)率。1999年,Dimmig等以d6-苯用13C-NMR對(duì)菜籽油與甲醇的酯交換反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。用未受到酯交換反應(yīng)影響的14.5ppm附近末端甲基的信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量。產(chǎn)品甲酯的信號(hào)出現(xiàn)在51ppm附近,甘一酯、甘二酯及甘三酯的碳原子信號(hào)出現(xiàn)在62-71ppm附近。
2.近紅外NIR光譜法
最近,近紅外光譜法被用于檢測(cè)酯交換反應(yīng)中。對(duì)原料轉(zhuǎn)化為甲酯產(chǎn)品的定量的基礎(chǔ)是這些組分的近紅外光譜的不同。甲酯峰出現(xiàn)在6005cm-1和4425-4430cm-1,而甘三酯僅僅顯示肩峰。采用同樣的方法也可以區(qū)別乙酯。使用定量軟件,可以對(duì)甘三酯轉(zhuǎn)化為甲酯進(jìn)行定量。6005cm-1的吸收比4425cm-1給出的結(jié)果好。NIR方法在區(qū)別甘三酯和甲酯時(shí),其精確度的范圍是1%~1.5%。
1.1化學(xué)儀器分析法
隨著軟電離技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)于一些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大分子生物聚合物,質(zhì)譜法可將其進(jìn)行電離分解后在電場和磁場作用下進(jìn)行離子質(zhì)量分析,從而獲得有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)信息,方法高效、快速準(zhǔn)確。將色譜法與質(zhì)譜聯(lián)用可形成更強(qiáng)有力的聯(lián)用分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)極低濃度的生物樣品的含量測(cè)定和蛋白質(zhì)多肽類藥物的代謝動(dòng)力學(xué)研究。核磁共振是一種吸收光譜(1H-NMR和13C-NMR應(yīng)用廣泛)。1H-NMR可以提供分子中氫原子所處的化學(xué)環(huán)境、相對(duì)數(shù)目以及分子構(gòu)型等有關(guān)信息,13C-NMR直接提供有關(guān)分子骨架的結(jié)構(gòu)信息。光譜攜帶大分子生物聚合物結(jié)構(gòu)信息經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理,可確定氨基酸序列、核酸的分析和定量混合物中的各組分含量分析等。將核磁共振技術(shù)與高效液相色譜法或毛細(xì)管電泳法聯(lián)用,分析能力強(qiáng)大并能拓展其在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。但質(zhì)譜,核磁共振儀器精密昂貴,工作環(huán)境操作技術(shù)要求高,普及性受限。
1.2生物技術(shù)分析法
生物技術(shù)分析法主要包括:免疫學(xué)法、放射性同位素示蹤法、生物鑒定法和量熱法等。免疫學(xué)法是利用蛋白質(zhì)多肽抗原與相應(yīng)抗體(單克隆或多克隆抗體)可以特異性識(shí)別結(jié)合的特點(diǎn)(結(jié)合比色法),借助顯微鏡觀察定位,對(duì)蛋白質(zhì)多肽進(jìn)行定性定量分析。常用免疫學(xué)方法有免疫熒光法和酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定法。免疫熒光法:是將目標(biāo)抗體標(biāo)上熒光素,借助熒光顯微鏡進(jìn)行抗原示蹤定位的檢測(cè)技術(shù);酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定法:又稱酶聯(lián)免疫法,或ELISA法,是在酶免疫技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興的免疫檢測(cè)方法,該方法是將可以催化底物發(fā)生顯色反應(yīng)的酶進(jìn)行標(biāo)記,然后通過顯色進(jìn)行分析檢測(cè)的一種前沿特殊試劑檢測(cè)方法。例如,動(dòng)物血清蛋白藥物或動(dòng)物性食品中農(nóng)藥殘留的ELISA法建立等。而放射性同位素示蹤法則是將目標(biāo)性分子或產(chǎn)物用放射性同位素標(biāo)記(與內(nèi)源物質(zhì)區(qū)別),以研究目標(biāo)分子或產(chǎn)物的體內(nèi)分布、代謝行為。放射性同位素示蹤法和免疫學(xué)方法雖然能夠描述蛋白質(zhì)多肽類藥物的體內(nèi)動(dòng)力學(xué)行為,但不能夠直接反映出蛋白質(zhì)多肽類藥物的生物活性和穩(wěn)定性。生物鑒定法和量熱法則分別依據(jù)生物藥物的特異性反應(yīng)原理和放熱吸熱原理對(duì)藥物的生物活性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究。例如,生物鑒定法利用組織或細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)多肽類藥物的某種特異反應(yīng),界定藥物是否具有生物活性,根據(jù)制劑-效應(yīng)曲線對(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)多肽類藥物進(jìn)行定性定量分析。量熱法則是通過測(cè)定樣品在受熱過程中的放熱和吸熱行為來研究樣品中各組分相互作用及狀態(tài)變化的一種方法,該方法多用于多肽的熱穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)分析。
2結(jié)語
在所有的環(huán)境污染物種類當(dāng)中,鉛是一種較為常見的元素,其不僅會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的毒害作用,更會(huì)直接危害到動(dòng)植物的健康與生態(tài)環(huán)境的平衡。傳統(tǒng)的檢測(cè)方式則更是多種多樣,包括光譜檢測(cè)、電泳儀、液相色譜檢測(cè)法和雙硫腙對(duì)比法等等,盡管傳統(tǒng)的檢測(cè)方法依賴于精密化學(xué)儀器使得檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性較高,但其操作流程與檢測(cè)成本都難以滿足多元化的鉛檢測(cè)需求。因此專家們不斷致力于研發(fā)更加經(jīng)濟(jì)、便利、高效的檢測(cè)方法,生物化學(xué)檢測(cè)技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生,并且依賴于諸多的優(yōu)勢(shì),使其在當(dāng)前獲得了較為廣泛的應(yīng)用。在此背景下對(duì)鉛檢測(cè)中的生物化學(xué)技術(shù)應(yīng)用做進(jìn)一步的研討,有利于為促進(jìn)該技術(shù)研究的進(jìn)一步深入提供一定的參考。
1核酸檢測(cè)技術(shù)
核酸檢測(cè)技術(shù),全稱分子信標(biāo)核酸檢測(cè)技術(shù),簡稱FRET。該技術(shù)原理是利用熒光能量共振轉(zhuǎn)移來進(jìn)行的化學(xué)成分檢測(cè)技術(shù),通過此方式來獲得寡核苷酸探針,使之與特定的核酸相互補(bǔ)充,在靶分子雜交的生物作用下,形成熒光反應(yīng),根據(jù)熒光反應(yīng)的強(qiáng)弱程度來為定量與定性研究的進(jìn)行提供參照依據(jù)。在Pb2+(鉛離子)檢測(cè)中,分子信標(biāo)核酸技術(shù)的應(yīng)用亦是通過上述原理,在常溫下,能夠?qū)崿F(xiàn)Pb2+的快速檢測(cè),有利于削弱溫度對(duì)探針反應(yīng)的作用力,同時(shí)限制條件的影響也被弱化。相關(guān)研究顯示,Pb2+的濃度決定了檢測(cè)的熒光強(qiáng)度,使用該方式能夠檢測(cè)出的Pb2+的濃度下限為1.7×10mol/L。另有學(xué)者專門將該技術(shù)的研究建立在以脫氧核酶的催化水解特性基礎(chǔ)之上,并以此為依據(jù)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)化的研究,將其應(yīng)用在了Pb2+的檢測(cè)之中,得出了比較喜人的結(jié)果。另外,還有的研究中采用雙淬滅熒光探針進(jìn)行檢測(cè),主要方式為以8-17DNAzyme的底物鏈與酶鏈作為反應(yīng)基,用熒光基團(tuán)和熒光淬滅基團(tuán)對(duì)此進(jìn)行標(biāo)記,得出雙淬滅熒光探針,促使金屬離子如Zn2+、Mg2+、Fe2+等相互作用,通過反應(yīng)來輔助酶與底物之間以及酶內(nèi)部的熒光能量共振轉(zhuǎn)移效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)Pb2+的檢測(cè)。
2免疫檢測(cè)技術(shù)
免疫檢測(cè)技術(shù)主要是基于抗體與抗原之間的特異性反應(yīng)基礎(chǔ)上構(gòu)建的生物化學(xué)檢測(cè)法,其優(yōu)勢(shì)在于靈敏度較高并且特異性較強(qiáng)。鑒于抗體具有著不同的種類,因此免疫檢測(cè)亦分為單克隆抗體與多克隆抗體兩種,當(dāng)前常用的檢測(cè)方式主要有酶聯(lián)免疫法與熒光偏振免疫法。其中酶聯(lián)免疫法屬于單克隆抗體檢測(cè)法,通過合成Pb2+抗原用來免疫小鼠。要想獲得Pb2+的有效抗體,則需要先獲得Pb2+。通過功能的雙螯合,獲得反應(yīng)原性,之后再結(jié)合螯合劑與載體蛋白促使其獲得免疫原性,在小鼠體內(nèi)注射之后分離出抗原,進(jìn)而進(jìn)行鉛檢測(cè)。很多研究顯示,Pb(II).CHXDTPA復(fù)合體同摻入Pb2+之后的2Cl2的親和力明顯提升,大約達(dá)到25倍,并且實(shí)驗(yàn)證明,Pb2+也是唯一能夠提升兩者親和力的金屬離子。而熒光偏振免疫法的原理主要是依靠樣品中的Pb2+同過量螯合劑的溶液反應(yīng),通過免疫復(fù)合物之間的競爭,獲得多克隆抗體當(dāng)中的特異性,最后用熒光偏振儀進(jìn)行測(cè)定,得出的數(shù)據(jù)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線,則能夠得出Pb2+濃度。此檢測(cè)方式應(yīng)用的便利性已經(jīng)被很多研究證實(shí),比如有的研究采用螯合物制備的多克隆抗體在熒光偏振儀當(dāng)中測(cè)出了138個(gè)土壤樣品當(dāng)中的Pb2+含量,熒光偏振免疫同火焰原子吸收光譜法與電感耦合等離子體所測(cè)得的與結(jié)果相關(guān)的系數(shù)取值分別為0.95與0.92,可見檢測(cè)的范圍較廣,并且交叉反應(yīng)率極低,在確保能夠在室內(nèi)順利檢測(cè)的同時(shí),還能夠?qū)崿F(xiàn)室外檢測(cè)。并且相比之下,具有著低成本、高速率等優(yōu)勢(shì),應(yīng)用價(jià)值較高。目前,在生物化學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下,Pb2+檢測(cè)的免疫檢測(cè)水平逐漸升高,雖然優(yōu)勢(shì)作用明顯,但弊端也依然存在,最主要的就是體現(xiàn)在抗體數(shù)量有限方面,同時(shí),檢測(cè)過程如何實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中亦是一個(gè)需要進(jìn)一步解決的問題,還需要避免金屬離子之間的交叉反應(yīng)影響過大等問題。
3超分子Pb2+生物化學(xué)傳感檢測(cè)技術(shù)
在超分子化學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的推動(dòng)作用下,用于檢測(cè)Pb2+的多種檢測(cè)技術(shù)已被研發(fā)生成。此方式檢測(cè)技術(shù)主要是通過超分子生物化學(xué)傳感儀來實(shí)現(xiàn),原理是在離子誘導(dǎo)的作用下使超分子熒光信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。已有研究采用在PVC膜上固定乙醇介質(zhì)的熒光傳感器用來檢測(cè)Pb2+,優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)表現(xiàn)為具有著極強(qiáng)的敏感性與選擇性,反應(yīng)快速而及時(shí);另外還有研究采用一種新型熒光肽金屬離子傳感器形成新的螯合物,該傳感器的特點(diǎn)是含有酰胺與色氨酸,在與金屬離子作用后,用于檢測(cè),能夠通過熒光的響應(yīng)來識(shí)別。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞:生物技術(shù) 食品檢測(cè) 基因探針技術(shù) PCR技術(shù)
中圖分類號(hào):TS207.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)08(a)-0229-01
近年來,隨著城市工業(yè)化程度越來越高,由此引發(fā)的環(huán)境問題日益嚴(yán)重,食品安全已成為人們?cè)絹碓疥P(guān)注的焦點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的食品檢測(cè)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展要求,基因探針法、PCR技術(shù)、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)、生物芯片和生物傳感器技術(shù)等生物技術(shù)在食品檢測(cè)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。充分利用現(xiàn)代生物技術(shù)為人們的生活質(zhì)量保駕護(hù)航,已是迫在眉睫。
1 生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用
在當(dāng)前的食品檢測(cè)方法中,基因探針法、PCR技術(shù)、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)和生物芯片技術(shù)是最為常見的生物技術(shù)。下文中,筆者將會(huì)逐一進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1.1 基因探針技術(shù)
基因探針技術(shù)即DNA探針技術(shù),又稱分子雜交技術(shù),是利用DNA分子的變性、復(fù)性以及堿基互補(bǔ)配對(duì)的高度精確性,對(duì)某一特異性DNA序列進(jìn)行探查的新技術(shù)。
目前,基因探針雜交方法總體上可以分為兩種:一種是異相雜交;另外一種是同相雜交,其關(guān)鍵技術(shù)都在于DNA探針的構(gòu)建。例如,在食品微生物檢測(cè)中,大腸桿菌具有葡糖苷酸酶的特性,利用大腸桿菌中編碼該酶的基因序列作為目標(biāo)DNA,并制成DNA探針,用以檢測(cè)食品中的總大腸桿菌。與傳統(tǒng)微生物檢測(cè)方法相比,基因探針技術(shù)不僅能克服傳統(tǒng)食品微生物檢驗(yàn)方法的不足,而且還具有特異性強(qiáng)、靈敏度高和操作簡便、省時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí),基因探針技術(shù)也存在其局限性,如檢測(cè)成本高、速度慢、效率相對(duì)較低,這些都是在以后的科研中需要改進(jìn)的地方。
1.2 PCR技術(shù)
PCR技術(shù)又名聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù),是由Korana于1971年最早提出核酸體外擴(kuò)增的設(shè)想而產(chǎn)生的,并經(jīng)過多年的實(shí)踐研究發(fā)展,近年來才逐漸應(yīng)用到食品安全控制中。PCR由變性,退火(復(fù)性),延伸三個(gè)基本反應(yīng)步驟構(gòu)成,其基本工作原理是以擬擴(kuò)增的DNA分子為模板,以一對(duì)分別與模板互補(bǔ)的寡核苷酸片段為引物,在DNA聚合酶的作用下,按照半保留復(fù)制的機(jī)制沿著模板鏈延伸直至完成的DNA合成。經(jīng)過n次擴(kuò)增后,PCR產(chǎn)物(復(fù)制出的DN段)可達(dá)2n個(gè),可以滿足各種分析的需要。2011年,實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用和Taq Man PCR快速檢測(cè)食品中的空腸彎曲菌都是近期PCR技術(shù)在食品檢測(cè)中比較成功的案例。
PCR技術(shù)只需要使用很微量的物質(zhì),就能擴(kuò)增到大量我們需要的目的片斷,并且可以對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)行定性和定量的分析。但同時(shí)PCR實(shí)驗(yàn)室要求嚴(yán)格,檢測(cè)儀器價(jià)格昂貴,技術(shù)含量高,操作復(fù)雜,對(duì)相關(guān)技術(shù)人員要求較高。
1.3 免疫技術(shù)
抗原與抗體的結(jié)合反應(yīng)是一切免疫測(cè)定技術(shù)的最基本原理。免疫技術(shù)一般可分為三類:免疫標(biāo)記技術(shù)、免疫沉淀反應(yīng)和免疫凝集試驗(yàn)。免疫檢測(cè)是目前生物學(xué)檢測(cè)方法中用途最廣泛的一種方法,具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、分析容量大、檢測(cè)成本低等特點(diǎn),尤其對(duì)于食品檢測(cè)非常敏感,通常會(huì)用在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中。
目前最常用的免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)中,酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)在食品檢測(cè)方面已得到普及。ELISA是將特異的抗體標(biāo)記上酶制成酶標(biāo)抗體酶標(biāo)抗體既具有抗原抗體反應(yīng)的特性,又具有酶的底物催化特性,它與相應(yīng)的抗原結(jié)合后,加上相應(yīng)的底物,根據(jù)底物顯色的深淺對(duì)抗原做出定性或定量的判斷。例如用該法檢測(cè)轉(zhuǎn)基因玉米所加工的食品中Cry1A(b)蛋白便是成功的案例。由于酶既有很高的催化效率,可極大的放大反應(yīng)效果,從而使測(cè)定達(dá)到很高的靈敏度和穩(wěn)定性。不過在應(yīng)用中ELISA分析法也有一定的局限性,在被檢測(cè)樣品的蛋白濃度較低時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)陰性,因此,ELISA分析法一般用于對(duì)鮮活組織的檢測(cè)和對(duì)接受基因工程改造生物體的初步檢測(cè)。
1.4 生物芯片技術(shù)
生物芯片是將大量生物識(shí)別分子按預(yù)先設(shè)置的排列固定于一種載體(如硅片、玻片及高聚物載體等)表面,利用生物分子的特意性親和反應(yīng),如核酸雜交反應(yīng),抗原抗體反應(yīng)等來分析各種生物分子的存在及其量的一種技術(shù)。
基因芯片的最大優(yōu)點(diǎn)在于其高通量。傳統(tǒng)方法檢測(cè)眾多基因要經(jīng)歷多次實(shí)驗(yàn)而且自動(dòng)化程度低,因而每次實(shí)驗(yàn)之間是存在系統(tǒng)誤差的。基因芯片可以克服這個(gè)缺點(diǎn),眾多基因的探針的標(biāo)記、雜交等過程是在一次實(shí)驗(yàn)過程中完成的,而且自動(dòng)化程度高,數(shù)據(jù)客觀可靠?;蛐酒娜秉c(diǎn)在于其不能對(duì)待檢測(cè)基因在多細(xì)胞類型組織中的精確定位進(jìn)行判斷。另外很多蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)其功能主要不是依賴其是否表達(dá)或表達(dá)量高低,而是依賴蛋白質(zhì)磷酸化-去磷酸化等方式。在這種情況下,用核酸類生物芯片就沒有什么意義了,正在研究開發(fā)中的蛋白類芯片可能會(huì)有所作為的。
1.5 生物傳感器技術(shù)
生物傳感器(Biosensor):是由固定化并具有化學(xué)分子識(shí)別功能的生物材料、換能器件及信號(hào)放大裝置構(gòu)成的分析工具或系統(tǒng)。其主要由生物敏感元件、換能器和信號(hào)處理放大裝置構(gòu)成。生物傳感器技術(shù)應(yīng)用于食品檢測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)很多,它響應(yīng)快,樣品用量少;分析操作簡單;除緩沖液外無需添加試劑;可連續(xù)分析,聯(lián)機(jī)操作,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量等等。
當(dāng)前,生物傳感器技術(shù)在食品檢測(cè)方面功能主要有兩個(gè)方面:一是檢測(cè)魚、肉和牛乳等食品的新鮮度;二是用來檢測(cè)食品滋味及熟度。例如:日本農(nóng)林水產(chǎn)省研制出一種傳感器,可“品嘗”肉湯的風(fēng)味,用于肉湯生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。
除了上文論述的一些生物技術(shù)外,越來越多的新技術(shù)將會(huì)逐漸應(yīng)用到食品檢測(cè)中,其前景是值得期待的。
2 結(jié)語
生物技術(shù)以其經(jīng)濟(jì)、高效等特點(diǎn)得到廣大科研人員的普遍認(rèn)可,成為當(dāng)前食品檢測(cè)中重要力量。與此同時(shí),國家也不斷加大投入和頒布相關(guān)法律、法規(guī)保障食品檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用。相信不久的將來,隨著我國科技的發(fā)展,在各方研究人員的共同努力下,生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用定會(huì)更加成熟,為我國的食品安全,為人們的生活造福。
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