第9卷第1期2007年3月辽宁农业职业技术学院学报JournalofLiaoningAgriculturalCollegeVol9,No1Mar2007收稿日期:2007-01-18作者简介:丁立群(1963-,女,副教授。生物芯片及其在食品安全检测中的应用丁立群1,冯丽娟2(1辽宁农业职业技术学院,辽宁营口115009;2贵州大学生命科学学院,贵州贵阳550025摘要:生物芯片是一种全新微量分析技术,被誉为21世纪生命支撑平台。本文探讨了生物芯片两大理论基础分子生物技术和微细加工技术;综述了包括基因芯片、蛋白芯片和芯片缩微实验室三类生物芯片的研究应用现状;深入探讨了生物芯片在食品安全检测中的应用前景,主要表现在食品毒理学、食品卫生检验、分子水平上阐述食品营养机理、转基因食品的检测。关键词:生物芯片;食品;安全检测:R155文献标识码:B:1671-0517(200701-0018-03目前,全球食品安全形势不容乐观,主要表现为食源性疾病不断上升,恶性食品污染事件接二连三,食品加工新技术与新工艺带来不确定性危害。世界范围内由于食品安全卫生质量而引起的食品贸易纠纷不断,高新技术应用于食品安全检测具有无限的发展空间。生物芯片是九十年代初发展起来的一种全新的微量分析技术,综合了分子生物技术、微加工技术、免疫学、计算机等多项技术,生命科学研究中不连续的分析过程,集成在芯片上完成,实现样品检测分析过程的连续化、集成化、微型化和信息化,生物芯片技术作为一代生物技术,在食品领域中具有广阔的基础研究价值和产业化前景。1理论基础生物芯片即在硅片或载玻片或高分子聚合物薄片上,将大量的生物探针(基因探针、基因片段、抗原、抗体按特定方式固定的排列,形成可供反应的固相载体。在一定条件下,与荧光标记过的待检测样品进行作用,反应结果用化学荧光法、酶标法、同位素法显示,通过精密的扫描仪等光学仪器进行数据采集,并借助计算机软件进行数据分析。其工作原理是将检测样品加在芯片的表面,由于生物分子特异性亲和反应(如核酸杂交反应,抗原抗体反应等检测样品中的待检测成分分别和芯片上固定化的生物识别分子结合反应,从而实现对样品的分析和检测生物芯片的发展得益于很多新技术,但基本上源自于两大创新领域的结合。生物芯片主要包括四个基本要点:芯片方阵的构建,样品的制备,生物分子反应和信号的检测。芯片制备是先将玻璃片或硅片进行表面处理,然后使DNA片断或蛋白质分子按顺序排列在芯片上的过程。生物样品往往是非常复杂的生物分子混合体,除少数特殊样品外,一般不能直接与芯片反应。可将样品进行处理,获取其中的蛋白质或DNA,RNA,并且加以标记,以提高检测的灵敏度。生物分子反应为芯片上的生物分子之间的反应,是芯片检测的关键一步。通过选择合适的反应条件使生物分子间反应处于最佳状态中,减少生物分子之间的错配率。常用的芯片信号检测方法是将芯片置入芯片扫描仪中,进行信号检测,以获得有关生物学信息。2生物芯片的种类芯片种类较多,根据芯片上的固定的探针不同,生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片;另外根据原理还可分为元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片;以其片基的不同分为无机片基和有机合成物片基;按其应用的不同可以分为表达谱芯片、诊断芯片、检测芯片;按其结构的不同可以分为DNA阵列和寡核苷酸芯片。其中应用最多,应用范围最广的生物芯片是基因芯片。21基因芯片(Genechip所谓基因芯片又称为DNA微阵列(DNAmicroarray,是按特定的排列方式排列固定有大量基因片段(可以是相同的基因片段,也可以是不同的的硅片,玻璃片或塑料片。它的工作原理是将样品加在芯片上,通过分子杂交方式对样品进行分析,从而大规模高效地获取相关的生物信息。基因芯片技术作为一项新技术,具有快速、准确、灵敏等特点,又能同时检测大量样品,在食品安全检测领域必将发挥重大的作用。基因芯片可同时对数以千计的DNA片断同时进行处理分析。基因芯片技术的主要特点为:技术操作简单、自动化程度高、序列数量大、检测效率高、应用范围广、成本相对低。22蛋白质芯片(Proteinchip蛋白质芯片,又称为蛋白质微阵列(proteinmicroarray是大量的蛋白质分子(例如抗体或抗原分子或肽链有序排列固定在载体薄片上形成的。利用蛋白质...