轉基因檢測技術(shù)的研究進(jìn)展
2018-04-25 21:16:11 來(lái)源: 食品安全導刊
□ 馬文良 ROMER國際貿易(北京)有限公司
隨著(zhù)轉基因技術(shù)的快速發(fā)展,轉基因作物的種植面積也在不斷增加,轉基因作物帶來(lái)了巨大的社會(huì )效益、經(jīng)濟效益以及生態(tài)效益,然而轉基因作物的安全性問(wèn)題也引起了世界上許多國家和組織的廣泛關(guān)注。轉基因作物與自然選擇導致的進(jìn)化不同,自然選擇是一種十分緩慢的進(jìn)化,轉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。為了維護人們的知情權和選擇權,已有超過(guò)40個(gè)國家相繼頒布了轉基因相關(guān)產(chǎn)品的標識制度。轉基因作物的檢測技術(shù)
轉基因作物不僅種類(lèi)眾多、數量龐大,而且深度處理會(huì )造成轉基因成分的部分或完全降解,極大地增加了檢測難度。為了更好地落實(shí)標識管理制度,還需要依靠科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷開(kāi)發(fā)新的檢測方法。目前針對轉基因作物的檢測技術(shù)主要分為兩類(lèi):一類(lèi)為蛋白質(zhì)水平上的檢測技術(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方法,常見(jiàn)的有核酸分子雜交法、聚合酶鏈式反應法、基因芯片法以及等溫擴增法。
蛋白質(zhì)水平的檢測技術(shù)
轉基因作物所轉入的外源基因通過(guò)表達會(huì )產(chǎn)生外源蛋白,通過(guò)抗原抗體的免疫反應對外源蛋白進(jìn)行分析即可實(shí)現對轉基因玉米的檢測。
酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)
ELISA是蛋白質(zhì)檢測中應用最廣的技術(shù)之一,但是使用ELISA檢測轉基因作物不僅需要良好的抗體,而且還需要穩定的標準品來(lái)制作標準曲線(xiàn),所以商業(yè)化的轉基因ELISA檢測產(chǎn)品并不多。ROMER LABS®作為世界知名的轉基因檢測產(chǎn)品生產(chǎn)商及第三方實(shí)驗室之一,其產(chǎn)品的抗體有著(zhù)高靈敏、高特異性的特點(diǎn),且在試劑盒中包含了穩定的標準品,確保了檢測結果的準確性。
ROMER LABS®試劑盒的原理是以抗原-抗體的特異性免疫反應為基礎,同時(shí)結合酶的高效催化反應的一種高靈敏度蛋白檢測方法。目標蛋白與固相載體上的抗體會(huì )形成抗原抗體復合物,再結合酶標的抗體或抗抗體,就能夠利用酶的標記作用實(shí)現目標蛋白的檢測。在反應中加入酶的底物后,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,將抗原抗體反應的結果放大,極大地提高了檢測方法的靈敏度。
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)出的一種蛋白檢測方法,其原理是將一對特異性抗體交聯(lián)在試紙條上,當試紙條一端放入有抗原的溶液后,在毛細作用下,溶液會(huì )向著(zhù)試紙條的另一端運動(dòng),溶液中的抗原在運動(dòng)過(guò)程中會(huì )與標記的抗體結合并隨層析液繼續向另一端運動(dòng),當遇到在膜上固定的另一抗體時(shí),就會(huì )形成標記“抗體-抗原-抗體”的“三明治結構”,形成肉眼可見(jiàn)的條帶。
ROMER LABS®根據不同的市場(chǎng)需求,針對常見(jiàn)的轉基因表達蛋白均設計了特異性檢測試紙條,并且推出了多合一檢測試紙條。ROMER LABS®試紙條不需要其它輔助儀器即可進(jìn)行現場(chǎng)檢測,可使轉基因檢測更加簡(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合來(lái)實(shí)現檢測外源基因表達蛋白質(zhì)的方法,這種蛋白質(zhì)檢測方法融合了蛋白質(zhì)凝膠電泳以及印跡和免疫測定技術(shù)。首先通過(guò)SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳對蛋白質(zhì)進(jìn)行分離;然后把分離的蛋白轉到固相膜上;再讓蛋白與第一抗體、酶標的第二抗體雜交結合,然后根據第二抗體上的標記物的性質(zhì)進(jìn)行抗原的檢測。
蛋白質(zhì)芯片法
蛋白芯片技術(shù)的原理是對固相載體進(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,根據蛋白質(zhì)分子的特性,捕獲能與之特異性結合的轉基因蛋白,然后用CCD相機或激光掃描系統獲取信息,最后用計算機進(jìn)行定性定量分析。
核酸水平的檢測技術(shù)
轉基因作物是通過(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,核酸水平的檢測主要是對以上3種基因片段進(jìn)行檢測,常用的方法有Southern印記雜交法、聚合酶鏈式反應法、環(huán)介導等溫擴增法、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(xiàn)照射固定,然后使用帶有標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顯色來(lái)確定轉基因的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的擴增,所以與PCR檢測方法相比,檢測的靈敏度較低。
聚合酶鏈式反應法(PCR)
PCR擴增的原理與天然DNA復制過(guò)程十分相似,以DNA半保留復制為基礎,在聚合酶的作用下對目的DNA片段進(jìn)行體外快速擴增,使微量的DNA片段在短時(shí)間內得到指數級增長(cháng),對擴增后的基因片段進(jìn)行凝膠電泳便可分析出是否含有轉基因成分。
目前在PCR的基礎上又發(fā)展出復合PCR、實(shí)時(shí)熒光PCR、數字PCR等檢測方法,使轉基因檢測更加準確。但PCR需要專(zhuān)業(yè)性操作,且需要昂貴的儀器。
基因芯片法
基因芯片檢測是基于DNA分子雜交的一種高通量檢測方法,首先將提取的待測樣品進(jìn)行熒光標記,然后與基因芯片上已知序列的核酸探針進(jìn)行雜交,對雜交反應后芯片上的熒光信號進(jìn)行分析,以此實(shí)現對標記基因、啟動(dòng)子、終止子和目標基因的檢測。
環(huán)介導等溫擴增方法(LAMP)
LAMP方法與PCR方法相似,針對目標基因上的6個(gè)區域設計4條引物,利用鏈置換型DNA聚合酶在恒溫條件下對目標基因進(jìn)行擴增反應,對擴增產(chǎn)物進(jìn)行分析即可判斷是否含有轉基因成分。
結語(yǔ)
近年來(lái),轉基因檢測技術(shù)快速發(fā)展,除了以上介紹的技術(shù)外,還出現了一些新的檢測技術(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(xiàn)光譜分析技術(shù)以及納米檢測技術(shù)等。在檢測方面,各檢測技術(shù)均有其優(yōu)缺點(diǎn),但毫無(wú)疑問(wèn),準確、快速將是檢測技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。在實(shí)際檢測中,ROMER LABS®提供的轉基因檢測ELISA試劑盒以及免疫試紙條兩種檢測方法,可根據待檢測樣品以及檢測環(huán)境的不同進(jìn)行適當的選擇,同時(shí),選用多種方法聯(lián)合使用也是目前轉基因檢測的一個(gè)趨勢。

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