基因芯片技术及其在食品工业中的应用VIP免费

FOOD&MACHINERY食品与机械作者简介:李山云(1981-),男,云南农业大学食品科学与技术学院在读硕士研究生。E2mail:lishanyun1981@sohu.com收稿日期:2005-03-22第22卷第4期2005年7月Vol.22,No.4July,2005基因芯片技术及其在食品工业中的应用Genechiptechniqueanditsapplicationinfoodindustry李山云LIShan2yun林奇LINQi李维强LIWei2qiang(云南农业大学食品科学与技术学院,云南昆明650201)(CollegeofFoodScienceandTechnology,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming,Yunnan650201,China)摘要:对基因芯片的概念、原理及其主要类型作了介绍,对基因芯片的主要特点作了概述,详述了基因芯片技术在食品营养成分检测、食品微生物检测、转基因食品检测、病毒检测中的应用及其在食品工业中的发展前景。关键词:基因芯片;食品工业;转基因食品;微生物Abstract:Genechiptechniquewasakindofnewtechniqueinlifescienceareawhichwasdevelopedsince1990′s.Inthisarticle,conception,principleandmaintypesofgenechipwereintroducedfirstly.Secondly,maincharactersofgenechipwassummarized.Finally,theapplicationofgenechipinfoodnu2trientcomponents,microorganismandtransgenicfooddetectingaswellasvirusdetecting,togetherwiththeprospectofGenechiptechniqueinfoodindustrywerediscussed.Keywords:Genechip;Foodindustry;Transgenicfood;Microorganism基因芯片技术是90年代中期发展起来的一项新生物技术,它是融合了生命科学、化学、微电子技术、计算机科学、统计学和生命信息学等多种学科的最新技术。1991年美国Affymetrix公司成功地研制出第一块寡核苷酸基因芯片后[1],又在1996年制作出世界上首批可以在药物筛选和实验室试验应用的DNA芯片,并制作出芯片系统,使得基因芯片广阔的应用前景开始被人们所认识[2]。随后美国的Nanogen公司、Syntexi公司、Incyte公司及日本、欧洲各国都积极开展DNA芯片研究工作;摩托罗拉、惠普、IBM等跨国公司也相继投以巨资开展芯片研究。我国从1998基因芯片研究被中科院列为“九五”特别支持项目以来,国内许多高校和科研单位也积极开展了此项研究,目前在DNA芯片设计、基片修饰、探针固定、样品标记、杂交和检测等方面的技术都有较大的进展,在微阵列芯片和基于MEBS的芯片方面有大的突破,已研制出乙肝病毒多态性检测芯片、多种恶性肿瘤病毒基因芯片等有一定实用意义的基因芯片。目前,在世界各国的积极推动下,在基因芯片的应用领域也开始从最初的医学领域向其他方面扩展。近几年来,基因芯片的应用也开始在食品工业中崭露头角。1概述111概念基因芯片就是采用微加工和微电子技术将大量的人工设计好的基因片段有序地、高密度地排列在玻璃片或纤维膜等载体而得到的一种信息检测芯片,其本质名字是脱氧核糖核酸微阵列。112工作原理基因芯片的工作原理是利用碱基配对的原理来检测样品的基因。将待测样品的DNA或RNA通过PCR或RT2PCR扩增、体外转录等技术掺入标记分子后,与位于芯片上的已知碱基顺序的DNA探针杂交,再通过扫描系统(如激光共焦扫描成像检测系统)检测探针分子杂交信号强度,然后以计算机技术对信号进行综合分析后,即可获得样品中大量基因序列及表达信息,以对之做出定性及定量的研究。113主要类型11311原位合成型指根据预先设计的点阵序列在每个位点通过照相平板印刷技术结合光引导原位寡聚核苷酸合成技术直接聚合得到DNA芯片。最先开发这一技术的是Affymetrix公司,Affymetrix公司采用这种技术生产的基因芯片能够在一片1cm多见方的片基上排列几百万个寡聚核苷酸探针。该方法有两类:光引导原位聚合技术与原位喷印合成技术。光引导原位聚合技术的原理是在合成碱基单体的5’羟基末端连上一个光敏保护基。合成的第一步是首先使支持物羟基化,并用光敏保护基团将其保护起来,选取适当的蔽光膜使需要聚合的部位透光,其它部位不透光,利用光照射使羟基端解保护,然后将一个5’端保护的核苷酸单体连接上去,这个过程反复进行直至合成完毕。因为合成所用的单体分子一端按传统固相合成方法活化,另一端受光敏保护基的保护,所以发生偶联的部位反应后仍旧带有光敏保护基团。使用多种掩盖物能...