轉基因檢測技術的研究進展
□ 馬文良 ROMER國際貿易(北京)有限公司
隨著轉基因技術的快速發展,轉基因作物的種植麵積也在不斷增加,轉基因作物帶來了巨大的社會效益、經濟效益以及生態效益,然而轉基因作物的安全性問題也引起了世界上許多國家和組織的廣泛關注。轉基因作物與自然選擇導致的進化不同,自然選擇是一種十分緩慢的進化,轉基因作物由於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40個國家相繼頒布了轉基因相關產品的標識製度。
轉基因作物的檢測技術
轉基因作物不僅種類眾多、數量龐大,而且深度處理會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。為了更好地落實標識管理製度,還需要依靠科學技術的進步不斷開發新的檢測方法。目前針對轉基因作物的檢測技術主要分為兩類:一類為蛋白質水平上的檢測技術,例如免疫印跡法、酶聯免疫吸附法、免疫試紙條法和蛋白質芯片法等;另一類為基於核酸水平上的檢測方法,常見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。
蛋白質水平的檢測技術
轉基因作物所轉入的外源基因通過表達會產生外源蛋白,通過抗原抗體的免疫反應對外源蛋白進行分析即可實現對轉基因玉米的檢測。
酶聯免疫吸附法(ELISA)
ELISA是蛋白質檢測中應用最廣的技術之一,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製作標準曲線,所以商業化的轉基因ELISA檢測產品並不多。ROMER LABS®作為世界知名的轉基因檢測產品生產商及第三方實驗室之一,其產品的抗體有著高靈敏、高特異性的特點,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形成抗原抗體複合物,再結合酶標的抗體或抗抗體,就能夠利用酶的標記作用實現目標蛋白的檢測。在反應中加入酶的底物後,底物經過酶的催化作用產生有色物質,根據顯色的深淺便可進行定性或定量分析。這種方法通過酶催化作用,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)
免疫試紙條法是基於免疫層析技術開發出的一種蛋白檢測方法,其原理是將一對特異性抗體交聯在試紙條上,當試紙條一端放入有抗原的溶液後,在毛細作用下,溶液會向著試紙條的另一端運動,溶液中的抗原在運動過程中會與標記的抗體結合並隨層析液繼續向另一端運動,當遇到在膜上固定的另一抗體時,就會形成標記“抗體-抗原-抗體”的“三明治結構”,形成肉眼可見的條帶。
ROMER LABS®根據不同的市場需求,針對常見的轉基因表達蛋白均設計了特異性檢測試紙條,並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行現場檢測,可使轉基因檢測更加簡單、快捷。
免疫印跡法(Western Blotting)
免疫印跡法是通過抗體與抗原在固相膜上的特異結合來實現檢測外源基因表達蛋白質的方法,這種蛋白質檢測方法融合了蛋白質凝膠電泳以及印跡和免疫測定技術。首先通過SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳對蛋白質進行分離;然後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,然後根據第二抗體上的標記物的性質進行抗原的檢測。
蛋白質芯片法
蛋白芯片技術的原理是對固相載體進行特殊的化學處理,在其表麵固定高密度排列的蛋白質探針,根據蛋白質分子的特性,捕獲能與之特異性結合的轉基因蛋白,然後用CCD相機或激光掃描係統獲取信息,最後用計算機進行定性定量分析。
核酸水平的檢測技術
轉基因作物是通過插入外源基因片段來改變作物自身基因組從而獲得一些優良性狀,新轉入的外源基因片段主要包括啟動子、目的基因和終止子。因此,核酸水平的檢測主要是對以上3種基因片段進行檢測,常用的方法有Southern印記雜交法、聚合酶鏈式反應法、環介導等溫擴增法、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,經幹烤或紫外線照射固定,然後使用帶有標記的核酸探針與樣品DNA片段進行雜交,用放射自顯影或酶反應顯色來確定轉基因的DNA片段含量。這種方法隻是將探針與樣品DNA進行雜交,沒有樣品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複製過程十分相似,以DNA半保留複製為基礎,在聚合酶的作用下對目的DNA片段進行體外快速擴增,使微量的DNA片段在短時間內得到指數級增長,對擴增後的基因片段進行凝膠電泳便可分析出是否含有轉基因成分。
目前在PCR的基礎上又發展出複合PCR、實時熒光PCR、數字PCR等檢測方法,使轉基因檢測更加準確。但PCR需要專業性操作,且需要昂貴的儀器。
基因芯片法
基因芯片檢測是基於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行熒光標記,然後與基因芯片上已知序列的核酸探針進行雜交,對雜交反應後芯片上的熒光信號進行分析,以此實現對標記基因、啟動子、終止子和目標基因的檢測。
環介導等溫擴增方法(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行擴增反應,對擴增產物進行分析即可判斷是否含有轉基因成分。
結語
近年來,轉基因檢測技術快速發展,除了以上介紹的技術外,還出現了一些新的檢測技術,比如生物傳感器分析技術、微陣列分析技術、色譜分析技術、近紅外線光譜分析技術以及納米檢測技術等。在檢測方麵,各檢測技術均有其優缺點,但毫無疑問,準確、快速將是檢測技術未來的發展方向。在實際檢測中,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境的不同進行適當的選擇,同時,選用多種方法聯合使用也是目前轉基因檢測的一個趨勢。
[責任編輯:]
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