实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用

实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用

苏莎莎

中鼎检测技术（天津）有限公司  天津  300308

【摘要】近年来，随着植物基因工程技术在农业生产行业中得到越来越广泛的应用,更多的带有改良育种特性基因的新型转基因育种品种也随之在世界范围内进行了广泛种植栽培,所以随之而来的就是转基因食品迅猛地发展,与转基因农业产品规模的商业化比较更引发了人们对农产品质量安全问题的忧虑。为了能确保转基因商品管理检测制度建设的进一步顺利推行,那么建立一个迅速、正确、高通量度的定量管理检验制度手段已十分必要。该文着重阐述了实时荧光定量PCR技术及在转基因食品定量检测过程中的运用,同时展望了建立质粒标准分子的技术来进行对较高转基因植物产品的定性检验。

【关键词】实时荧光定量PCR技术;转基因食品检测;应用

前言

由于农业转基因相关技术应用的深入推进,转基因食物目前已逐步广泛的渗入于人类食物链系统中。近年来,食品制造相关领域中应用转基因分离技术方法进行的食品原料的直接商业化制造与加工转基因分离食品原材料的应用种类迅速日益增多,生产量规模和年销售额等也一直在持续急剧增加。所以仅靠目前的物理、化学以及仪器等检验食品方式,存在着很大的局限性,已无法完成现代的食品安全检测的要求。

1.实时荧光定量PCR技术的涵义

  荧光定量PCR技术,是一种指通过实时在检测整个荧光PCR样品的反应检测系统中随机添加荧光基团,并利用其荧光信息强度的即时变化情况来进行对检测材料的荧光反应的过程结果进行定量的即时化监测,从而能够通过跟踪荧光信息强度的连续强弱和变化趋势来较为准确地快速掌握荧光特异性扩增的物质分子的相对含量,进而达到通过标准曲线分析来有效实现快速定量分析效果的定量检测手段方式。实时检测的荧光定量PCR分析方法能够快速直接的对DNA模板进行定量荧光分析,并能具有荧光敏感性度好、特异性很强、安全性和检测可靠性更高、质量损失少、精确度高等的特性。

1.1实时荧光定量检测PCR检测技术应用的基本原理

在整个荧光定量检测的反应循环过程中,随着荧光定量PCR检测反应的循环数在逐步地增多,整个检测反应循环过程中的荧光所能够检测形成的DNA的拷贝数量也随之增加,随后会再逐步地进入平台阶段,在进入这种平台的这个时候，实时检测的荧光定量PCR检测的技术也就会开始实时检测对荧光的整个定量PCR的检测，检测反应的整个工作流程中进行一个实时动态地荧光监测,而当这些荧光信息中的含量实时地变动时，在这种变化状况下经过计算后就会被系统自动的绘制成了检测曲线，然后再去分析通过检测曲线中的节点上的PCR检测产物中荧光的含量情况去进一步分析确定DNA模板的含量[1]。

1.2常用方法

实时检测的荧光定量PCR技术方法从化学基础技术上又可粗略分成如下二种,非荧光探针类和荧光探针类技术;而其中荧光探针类方法主要特点是能够通过荧光探测器法来定量指示荧光扩增产物中的荧光添加,最常见使用的探针方式一般是TaqMan探针法技术;而其他非特异性探针类检测则一般是要通过荧光染料法来对扩增后产物中的荧光添加物的量的情况进行在线实时动态监测,最常见采用的监测方式是SYBR GreenⅠ检测法。

2.实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用

2.1食源性致病菌的检测

由于对分子细菌学与生物学的研究越来越广泛,因此荧光定量PCR方法将能够成为一个全新的方法分析病原微生物。如用荧光定量PCR的方法进行检测沙门氏菌，沙门菌病是一个能导致人类食物慢性中毒症病的病原菌,使许多人产生急性中毒症状和肠道疾病,严重程度将影响到人的生命安全,在现代医学公共卫生领域的研究有着重大的价值。

2.2食品转基因检测

当前,国际社会努力寻求完善对转基因食品定量检验评价手段的研究。主要有下述两种方法:一是直接定量检测技术对外源基因表达的中间产物蛋白质进行检验评价分析;另一种是通过直接定性分离手段测定外源基因DNA水平,随着定性分子生物学检验与研究分析方法得到进一步的发展,对转基因食品分析检验及研究分离技术方法由单一直接检测手段层面提升至直接分离定量分析检测层次。

目前研究主要涉及外源性基因特异表达产物的体液免疫过程中间作用产物蛋白质含量的快速测定,所用的实验检查技术方法中主要包括的有酶内联免疫诊断技术、蛋白质印迹快速检测法(Western blot)的检测结果等,上述前两种快速检验所用的方法手段均认为主要的是基于人类体液特异免疫的高度特异性。源区基因DNA测定主要采用以核酸扩增为核心PCR测定技术,利用PCR技术与核酸探针测定技术进行快速测定源区基因,其灵敏、迅速、简单是其它测定方法所无可比拟的。目前最新研制开发中的荧光定量PCR技术方法,是集合荧光PCR品种与荧光探针技术的两项优势功能于一身,可快速通过仪器检测到PCR基因中产生的荧光频率发生改变,精确检测定量的DNA模板量。其测定方法精度已较目前基因PCR的方法精度提高了将近一百倍左右,可有效测定精确到每百克标本样品内含有约2pg的转基因细菌DNA量;而且可加工、未加工的混合样本也能实现测定

[2]。

3.展望

由于现代基因工程技术在农业领域生产环节中获得广泛的应用,更多改良天然植物性质基因的转基因植物已在全世界范围内地进行广泛的人工栽培,随之而来的就涌现出大量转基因食品问题。迅速、精确、高通量检测的快速定量的检验鉴定方式也是为确保转基因商品顺利推行的重要基石,也就因此,具备满足这些重要需求的荧光定量PCR新技术,在全球转基因食品安全检测的行业实践中广泛的应用,真正突破掉了从精确定性再到相对定量之间的时间的限制,实现到了相对精确的定性再向绝对精确定量之间的转变[3]。

随着未来生物技术的进一步迅速地发展,新一代的转基因的植物都会逐步趋向复合和基因重组改造。如Smartstax则是一种具有全新技术的复合多性状生物技术玉米产品,其主要个性特点在于以八个基因为研发核心,是目前具有领先能力的并且已顺利获批立项的生物技术产品。此外,随着反转基因食品企业的检测工艺逐步完善,农业转基因加工检测程序原材料中含有的转基因物质序列为荧光定量检测程序带来了更多的技术条件与指标。而且,随着转基因植物品系的日益增多，许多新增的转基因品系的标准样品更难以获得,这在很大程度上限制了转基因生物研究和监管工作的发展。传统的颗粒或粉末标准样品一般只用于针对同一物种的转基因成分定量，而质粒标准品可以人为设计携带多个外源基因,因此实现定量检测的最佳途径是构建相应品系的质粒标准品。

4.结束语

综上所述,实时的荧光定量与PCR方法使转基因食品的测定技术完成了从定性向定量的突破,也完成了由精确定性向绝对定量的过渡,并减少了检测时间,增加了测定灵敏度和特异性,从而具备了迅速、精确、高通量的技术优势。针对目前转基因食品检测面临的难题加以研究,为实时荧光定量PCR技术在转基因食品上更大程度的运用打下了良好基础,并为确保转基因商品标准体系的成功实现提供了可靠的技术支持。

【参考文献】

[1]董钰莹.实时荧光定量PCR技术检测病毒的应用[J].国际生物制品学杂志,2021,44(05):296-300.

[2夏澜.实时荧光定量PCR技术在畜禽肉类检测中的应用[J].食品安全导刊,2020(36):156-157.

[3]梁子英,刘芳.实时荧光定量PCR技术及其应用研究进展[J].现代农业科技,2020(06):1-3+8.