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如何将分子生物学的原理应用于食品科学

来源:澳门金沙娱乐在线 | 时间:2018-09-01

  基因芯片(gene chip) 技术是20 世纪90 年代兴起的前沿生物技术,它可以将生物学中许多不连续的分析过程,移植到固相的介质芯片上,并使其连续化和微型化。这对传统生物技术,如检测、DNA 杂交、分型和测序技术将是重大的创新和飞跃。由于它横跨生命信息、生物物理等众多的研究领域,涉及生命科学、化学、计算机学、生物信息学等诸多自然学科,故已成为当今多学科交叉、综合的研究热点。基因芯片技术虽然仅有几年的发展历史,但在生物学的诸多领域已显示出巨大的潜力和诱人的前景。许多人认为基因芯片技术可以与单克隆抗体、PCR 技术、重组DNA 技术相媲美。针对DNA 分析的芯片又称DNA 芯片或基因芯片, 根据核酸分析过程中的3 个主要步骤,DNA 芯片分为3 类:用于核酸样品制备的DNA芯片、用于核酸片段扩增反应的DNA 芯片和用于基因检测的DNA 芯片,后者又称微阵列,即DNA芯片。本文对基因芯片在食品致病菌检测中的应用作一介绍。基因芯片的基本原理是将各种基因寡核苷酸点样于芯片表面,微生物样品DNA 经PCR 扩增后制备荧光标记探针,然后再与芯片上寡核苷酸点杂交,最后通过扫描仪定量和分析荧光分布模式来确定检测样品是否存在某些特定微生物 。

  食品在生产、运输、销售过程中容易受致病性微生物污染,因此食品卫生检验中的一个十分重要的内容是及时准确地检测出食品中的致病性微生物。这些致病性微生物的存在会给消费者的健康带来极大的危害。

  目前,国内外对食品微生物中病菌的检测包括常见的致病菌,如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、志贺菌、沙门氏菌等,常规检测方法主要有传统生化培养检测法、探针杂交、PCR 法。传统方法是采用细菌培养、生化鉴定与血清分型,由于操作简单、经济而被广泛采用,但检测时限长(一般要1~2 周) ,效率低、灵敏度不高。探针杂交和PCR技术准确、灵敏、快速( PCR 2~4 h ,探针杂交需要的时间稍长一些) ,弥补了传统方法的不足,国内外关于这2 种技术在医学微生物检测方面的研究报道很多。但PCR 法由于假阳性影响及检测成本昂贵而在应用中受到限制;探针杂交操作繁杂、检测时限长,因此这两种技术并没有真正在实际检测中得到大量应用。可见常规检测方法检测食品中的致病菌已经不能满足快速检测的要求,难以适应飞速发展的现代食品生产和流通领域,因此为了确保食品的安全性,开发快速检测致病菌的方法,准确地检测食品中的致病菌具有十分重要的意义。

  1996 年,世界上第一块商业化DNA 芯片的问世,标志着基因芯片技术进入广泛研究和应用的阶段[2 ] ,该技术具有传统的检测方法不可比拟的优越性3 ] : ①基因芯片可以对食品中的致病菌

  核苷酸均先已合成完毕,再固定于载体上。所用寡核苷酸均是在载体上被合成与固定,使成芯片。

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