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基因芯片检测论文

2023-03-13 00:33 来源:学术参考网 作者:未知

基因芯片检测论文

  转基因技术是通过有性生殖过程实现的,作为生命科学的前沿技术,转基因技术已经逐渐走入了人们的生活。面是我整理的关于转基因技术论文,希望能对大家有所帮助!

  转基因技术论文篇一:《试谈转基因技术》
  【摘要】

  作为生命科学的前沿技术,转基因技术已经逐渐走入了人们的生活,应用领域不断开拓,在解决人类所面临的粮食短缺、环境污染、资源匮乏、效益衰减等重大问题上显示出日益重要的作用, 逐渐发展成为强大的现代生物技术产业。然而,由于转基因生物及其产品是否存在潜在风险尚无定论,故转基因生物及其产品的安全性成为全球的 热点 问题,并引起世界各国政府和许多国际组织的高度重视。

  【关键词】转基因技术;发展现状;争议;生物安全管理

  1 转基因技术简介

  转基因技术(Transgene technology)是指根据人们的意愿,利用分子生物学 方法 , 将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰。人们常说的"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"均为转基因的 同义词 。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为"遗传修饰过的生物体"(Genetically modified organism,简称GMO)。

  转基因技术的优越性体现在:首先,转基因技术突破了传统技术的某些局限,其所转移的基因不受生物体间亲缘关系的限制,比如将人类的胰岛素基因导入到细菌体内,跨越了物种之间的界限。其次,转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因,功能清楚,后代表现可准确预期。因此,转基因技术对传统的育种技术进行了广泛的发展和比较完美的补充。

  2 转基因技术方法

  2.1 植物转基因方法。

  转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因整合到植物的基因组中,并使其得以表达,从而获得的具有新的遗传性状的植物。方法有如下几种:

  农杆菌介导法:农杆菌中有一种致瘤的环型DNA,称为Ti质粒。被农杆菌感染的植物之所以长瘤正是由于T―DNA插入了植物染色体。从此,人们便利用这种天然的转化体系向植物转基因。

  基因枪:利用火药爆炸或高压气体加速(这一加速设备被称为基因枪),将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中,然后通过细胞和组织培养技术,再生出植株,选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单,因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。

  花粉管通道法:在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并进一步地被整合到受体细胞的基因组中,随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株,技术简单,不需要装备精良的实验室,常规育种工作者易于掌握。

  2.2 动物转基因方法。

  转基因动物是通过人工实验方法,将别的基因导入动物细胞,与动物本身的基因整合在一起,并随细胞的分裂而繁殖,并且能够将别的基因信息遗传给后代,严格意义上说,转基因动物是人工创造的新动物。

  转基因动物接受外来基因的细胞一般是受精卵。主要的转基因动物技术包括有:

  核显微注射法:是动物转基因技术中最常用的方法。它是在显微镜下将外源基因注射到受精卵细胞的原核内,注射的外源基因与胚胎基因组融合,然后进行体外培养,最后移植到受体母畜子宫内发育,这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段。它可以直接获得纯系,实验周期短。

  逆转录病毒载体法:指将目的基因重组到逆转录病毒载体上,制成高浓度的病毒颗粒,人为感染着床前或着床后的胚胎,也可以直接将胚胎与能释放逆转录病毒的单层培养细胞共孵育以达到感染的目的,通过病毒将外源目的基因插入整合到宿主基因组DNA中去。此法优点在于无需要重排,可在整合点整合转移基因的单个拷贝;将胚胎置于高浓度病毒容器中,或者与被感染的细胞体外共同培养,或微注射鸡胚盘里,整合有逆转录病毒的DNA的胚胎率高。

  胚胎干细胞介导法:是将基因导入胚胎于细胞;然后将转基因的胚胎干细胞注射于动物囊胚后可参与宿主的胚胎构成,形成嵌合体,直至达到种系嵌合。其优点是:在将胚胎干细胞植入胚胎前,可以在体外选择一个特殊的基因型,用外源DNA转染以后,胚胎干细胞可以被克隆,继而可以筛选含有整合外源DNA的细胞用于细胞融合,由此可以得到很多遗传上相同的转基因动物。

  3 转基因技术发展现状

  目前,国际上获得的转基因植物已达100种以上。转基因作物已在美国、阿根廷及加拿大等国大面积 种植 ,在所有转基因作物中,转基因的大豆、玉米、棉花和油菜的种植面积占99%以上。中国政府十分重视生物技术的研究,中国正在研发的转基因作物和林木有47种,涉及的基因种类超过100种。以转基因山羊、奶牛生产LAt-PA,以转基因猪生产人血红蛋白等,这些基因产品具有高效、优质、廉价与相应的人体蛋白具有同样的生物活性,且多随乳汁分泌,便于分离纯化。

  4 转基因技术的争议

  随着转基因问题日益成为热点,越来越多的人开始关注转基因。科学家发明转基因技术的初衷是想利用该技术造福人类,既可加快农作物和家畜品种的改良速度,提高人类食物的品质,又可以生产珍贵的药用蛋白,为患病者带来福音。

  但是,人类对自然界的干预是否会造成潜在的尚不可能预知的危险?由于一系列的争论,联合国也公开言论试图说明转基因产品是无害安全的,国际经合组织1993年提出了食品安全性评价的实质等同性原则,如果转基因动植物生产的产品与传统产品具有实质等同性,则可以认为是安全的。然而各国政府对于转基因的态度却转向两个方向。一方是以美国为代表的宽松政策,认为只要在科学上无法证明转基因产品的危害性都不应该限制。另一方以欧盟为代表的则认为只要不能否定其危害性就应该限定。

  我国政府十分重视转基因生物安全管理问题,2001年5月,国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,我国越来越重视转基因生物及其产品的安全性,并且密切关注国际上有关管理法规的动向。
  转基因技术论文篇二:《试论转基因食品检测技术》
  摘要:在基因工程技术开展的影响下,各国对转基因食品的研发也在不时放慢,而转基因食品的呈现随同着食品平安成绩,人们对转基因食品的信任度并不高,为了使人们可以对转基因食品停止自主选择,各个国度与组织机构要求企业对消费的转基因产品停止标识,这也对转基因食品剖析检测技术提出了更高的要求。本文引见了转基因食品剖析检测技术的内容,讨论其研讨进程,并对转基因食品剖析检测技术的将来开展停止了瞻望。

  关键词:转基因食品;剖析检测技术;基因工程

  20世纪70年代重组DNA技术的问世将生物技术带进基因工程时代,农业生物技术在世界范围内迅速崛起,转基因动物在全球范围内失掉普遍种植,随之而来的转基因食品也迅猛开展。由于转基因生物技术的普遍使用和转基因作物的大规模种植,转基因食品的平安性成绩也已惹起人们越来越多的关注。

  一、转基因食品标识制度与剖析检测技术

  我国在2015年对叶食品平安法曳的修订中有明白的指示,企业对转基因食品必需依照规则停止标识。目前国际中关于转基因食品标识制度次要分为强迫性标识与自愿性标识2种。在我国关于转基因食品的标识有着较为严厉的法律制度,关于企业消费与运营的产品直达基因食品含量超越阈值必需停止标识。而在一些欧美国度对转基因食品标识没有严厉的要求,只关于存有过敏要素的转基因食品停止标志。而在我国产品出口时需求停止严厉的剖析检测,关于合格的转基因食品同意出口并停止转基因标识,其也是产品流通的关键。由此可见标识的重要性[1]。而对转基因产品的标识需求经过剖析检测来完成,故转基因食品标识制度是转基因食品的重要标签。实践检测才能决议标识制度的树立,定性和定量剖析检测技术所到达的检测限为标识制度提供迷信根据;但是在实践检验检疫任务中标识制度是经过检测技术来完成的。因而,标识制度与剖析检测技术的关系非常亲密,二者互相影响,互相作用[2]。

  二、、转基因食品成绩现状

  2.1转基因食品概述

  在基因工程中,应用DNA重组技术将外源性基因转移到其他生物体中,使生物体显现出特殊的遗传特征与生物性状,失掉新的基因重组的生物体就是转基因的内容。而所谓转基因食品则是使用这些特殊的生物体停止加工而成的食品。转基因在某种水平上只是应用外源性基因放慢生物体的生出息程,在基因工程中,转基因食品次要是为了延长作物生长周期尧添加作物产量尧添加抗病虫害才能,从而无效降低消费本钱,进步作物的消费效益。在目前的转基因研讨中,并没有发现食品中含有少量的毒素。但是由于转基因食品属于人工制造的外来生物体而非自然选择生成的物种,在基因漂流的进程中发生的基因序列的改动无法完全地停止掌握,外源性基因在与DNA停止重组时存在着不可控制的性状,因此对转基因食品的平安性也无法停止确切的定论[3]。

  2.2转基因食品存在的成绩

  转基因食品自呈现开端便成了一种十分具有争议的食品,越来越多的转基因食品流入市场与媒体的发酵使人们对转基因食品的平安性有了很大的质疑。而在转基因食品平安的成绩上,目前还没有严谨的迷信结论与研讨 报告 对其平安性给出确切的证据结论,其存在的成绩次要有以下几个方面。第一,转基因食品是由基因植入及基因重组构成的新的生物体,其本来具有的构造与成分能否发作了变化;第二,转基因食品不是自然界生成的产物,食用转基因食品能否会对人体发生负面影响,临时食用能否会有毒素的积聚,对人体的发育生长有什麼影响;第三,转基因作物不是在自然选择下呈现的产物,其能否会对生物链有影响,能否会毁坏生态均衡;第四,转基因作物是基因活动下的产物,这种状况下能否会呈现基因净化的状况,涉及到其他自然界的作物,使其基因发作改动[4]。由于上述这些成绩并没有失掉无效的处理,因此才迫切需求完好尧精确尧严谨的转基因食品剖析检测技术对其平安性停止保证,从而进一步完善我国转基因食品监管方面的迷信标准。

  2.3转基因食品检测技术的内容和分类

  目前,关于转基因食品的平安性次要依托转基因食品剖析检测来停止测定。而在转基因食品的剖析检测进程中,次要是对DNA尧蛋白质及核酸这3类物质停止测定,可以依据这3类物质分红3个品种的检测办法,在实践状况中可以依据需求停止检测办法的联用。由于蛋白质程度检测办法仅适用于未停止加工的食品检测和新颖食品范围,具有较大的局限性,因此现阶段外源基因测定办法的运用范围较为普遍[5]。

  三、转基因食品检测技术的研讨

  3.1蛋白质印迹检测技术

  蛋白质印迹检测次要是应用聚丙烯酰氨凝胶电泳对转基因食品外源蛋白质停止别离,并与显色酶反响停止结合,从而使外源蛋白质可以无效地停止别离检测。这种检测办法次要是对转基因食品中不可溶蛋白质停止剖析,检测在转基因食品中的蛋白质含量,并与蛋白质预定限值停止比对。

  3.2复合扩增PCR检测技术

  目前在转基因食品检测中多重PCR检测技术是一种被普遍运用的检测手腕。PCR渊聚合酶链式反响冤普通只能对1个DNA片段停止缩小扩增检测。为了能在转基因食品检测中取得更片面的基因序列信息,在停止基因检测时应用PCR反响原理停止多重检测,由此构成了复合扩增PCR转基因食品检测技术。这种检测技术的使用可以无效提升检测效率,并且可以对基因序列多个靶位点同时停止检测,完成转基因食品检测的精确性与牢靠性[6]。

  3.3外源DNA检测技术

  转基因食品次要是将外源DNA导入生物体中,而对外源DNA的检测次要是对植入的DNA片段停止转基因食品基因序列特征的检测,以转基因食品DNA序列作为检测目的,转基因食品核酸程度检测作为最次要的转基因产品检测技术,其次要检测启动子尧基因和终止子,便于检测转基因食品。

  3.4基因芯片检测技术

  基因芯片是对转基因生物体的基因组序列停止测定,经过将转基因食品的DNA有规律排布在硅片或是玻片上构成微距阵。经过对基因芯片上的基因序列停止计算机软件的计算处置,从而取得转基因食品的基因特征与生物信息,这种办法可以精确无效地对转基因生物体的基因表达特征停止检测[7-9]。

  3.5LAMP检测技术

  LAMP渊环介导等温扩增冤技术是众多核苷酸扩增技术中的一种,这种技术在运用时没有特定的环境条件要求,只需求在恒温形态下就可以停止检测实验,操作技术较为复杂。LAMP检测技术次要是应用显色反响对转基因生物体停止察看,并且应用浊度仪对其在反响进程中发生的沉淀物停止检测判别,是一种较为复杂的检测技术。

  3.6联用检测技术

  联用检测技术次要是集合多种检测技术的优点对转基因食品停止无效的剖析检测,这样可以起到扬长避短的作用。在基因检测中,现有的联用检测技术有PCR技术与酶联免疫吸附法的结合运用等办法[10-11]。

  四、结语

  转基因食品剖析检测技术次要是对转基因食品的平安停止评价。目前,转基因食品剖析检测技术有多种,由于转基因食品的基因片段不同,因此采用的检测技术也需求根据实践需求停止选择,确保检测技术的无效性。在将来市场上会呈现越来越多的转基因食品,剖析检测技术作为其中重要的检测手腕也肯定会有新的开展。
  转基因技术论文篇三:《浅议转基因食品消费者知情权保护制度》
  [摘 要]转基因食品消费中存在的信息不对称及食品安全的不确定性引发了消费者的普遍关注,切实保障消费者的知情权有助于转基因食品的理性消费和转基因技术的健康发展。

  因此,应借鉴美国和欧盟保障消费者知情权的主要制度,从标识制度、安全评价和检测制度以及公众参与制度等方面构建和完善我国转基因食品消费者知情权的保障体系。

  [关键词]转基因食品;消费者;知情权。

  二十世纪末以来,转基因食品在生活中得到了广泛的推广。

  所谓转基因,就是利用分子生物学手段,将某些生物的基因转移到其他生物物种中去,使其出现原物种不具有的性状或产物,以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。但另一方面,随着转基因技术日益普遍的运用,这一技术对人类健康可能带来的安全隐患也逐渐受到社会各界的关注。在转基因食品已经生产并上市的情况下,消费者的知情权具有正当性,应当予以保护。

  一、消费者知情权的内涵。

  消费者有权要求经营者按照法律规定的方式标明转基因食品及其相关服务的真实成份、所用原料、来源。如果食品含有转基因成份、所用原料为转基因产品、直接来自于转基因方法培育的作物、所提供的餐饮服务中涉及转基因食品等等,则消费者有权要求经营者在出售转基因食品或提供转基因食品相关的服务时,予以标明。消费者有权在交易过程中,就所售食品或所提供服务进行询问和了解,经营者应该耐心、细致地予以回答和说明。经营者在提供转基因食品或与转基因食品相关的服务时,无论食品或服务的优、缺点均应向消费者如实介绍。

  二、消费者知情权保护制度的意义。

  (一)转基因食品消费者知情权保护,是食品安全保障的重要方面。

  由于转基因作物能更好地防治病虫害,抵御干旱,提高产量,营养成分高,因此发展前景十分广阔。但专家们也强调,发展转基因食品必须有严格监督、科学检验、加强立法和管理,以避免它对人类健康和环境造成损害。[1]而转基因食品消费者知情权保护法律制度,有助于通过消费者监督,促使食品生产者在转基因技术的运用上更加慎重,避免有害健康的食品进入消费领域,因而是食品安全保障的重要途径和手段。

  (二)转基因食品消费者知情权保护,是消费者权益的重要体现。

  知情权作为政治民主化的一种必要和结果,是公民依法享有的基本人身权利。消费者作为特定的民事主体,其享有知情权是政治领域的民主原则扩展到经济生活的必然要求,我国相关法律法规做出了明确规定。特别是消费者的知情权,还是其行使选择权的前提条件,消费者有权决定是否购买转基因食品。因而知情权对食品消费者的基本权益的全面实现有着至关重要的作用。然而,就目前我国转基因食品研发、生产、加工、销售等方面而言,消费者所应享有的知情权与社会现实有着极大差距,现行法律对此方面规定亦不完善。这种情况不利于对消费者基本权益的保护,也对转基因食品的规范管理造成负面影响。

  三、国外转基因食品消费者知情权保护现状。

  转基因食品信息公开,保障消费者充分享有知情权,是目前世界各国自转基因生物技术研发到转基因食品商业化生产销售过程中所需解决的重要课题。欧美等发达国家对于此有着较为完善的立法和管理体系。国外先进的信息透明化管理模式以及消费者知情权保护法律制度的研究与实践对我国有着重大的借鉴意义。其主要可归纳为三大模式:

  (一)以欧盟为代表的严格限制型模式。

  欧盟对转基因食品的认定根据过程而非最终产品。为保证消费者对食品拥有充分知情权,欧盟设立了专门机构,即欧盟食品安全管理局(EFSA),负责评估与整个食物链相关的风险,不受其他机构管辖,独立开展工作。[2]并建立专门网站向公众提示食品风险问题,充分公开转基因食品自研发到销售的各环节信息。

  在对消费者知情权法律保护方面,欧盟以《通用食品法》为主体,辅以大量食品标签法令和 广告 法令,构成高低有序,结构严谨的转基因食品信息公开制度。2003 年第 1829 号法令和1830 号法令规定:无论源自转基因生物的 DNA或蛋白质是否存在,只要食品包含转基因生物或由转基因生物制成,都要有特别标签加以标明。法令细化到标签规格制式,转基因含量限制等,种类扩展到数十类百余种。

  (二)以美国为代表的宽松鼓励型模式。

  美国对于转基因食品管理遵循的是“可靠性科学原则”,采取宽松式管理模式,奉行自律管制。但其仍十分注重公众知情权的法律保护,强调转基因技术研发、实践、生产、推广的透明性,并建立了有效的食品安全信息系统,定时发布转基因食品检测信息,在网络发布转基因食品名录、食品安全资源信息等,使食品安全信息最大限度予以公开。[3]美国《转基因食品安全管理草案》、《公共健康卫生法》、《联邦食品及药物管理现代化法》规定了转基因食品商业化申请流程,并将对公众公开相关技术资料等,作为取得食品和药物管理局(FDA)合法执照的必要条件。

  (三)以日本为代表的折中模式日本对转基因食品采取的是在严格管制的同时加以鼓励的原则。为保护消费者知情权,日本政府颁布《转基因食品标识法》,对主要原料为已通过安全评价的转基因农产品,加工后仍残留重组 DNA或其编码的蛋白质食品,制定具体的标识办法。同时,由日本科学技术厅、农林水产省和厚生省共同管理转基因技术事项,定期公布转基因食品研发资料以及市场流通转基因食品名录。

  国外转基因食品管理模式,不管其对转基因技术产品是否持谨慎态度,都将信息透明化、保证消费者充分知情权置于立法及管理优先考虑的方面,值得我国相关立法执法机构借鉴。

  四、我国转基因食品消费者知情权保护现状。

  我国政府高度关注现代生物技术,支持和鼓励转基因生物和转基因食品的研究。我国于 2000 年 8 月 8 日签署《卡塔赫纳生物安全议定书》的第 23 条规定:各缔约方应按其各自的法律规章,在关于改性活生物体的决策过程中征求公众的意见,并在不违反关于机密资料的情况下,向公众通报;缔约方应力求使公众知悉可通过何种方式公开获得生物安全资料。[4]2001 年 5月 23 日,国务院发布《农业转基因生物安全管理条例》,明确规定农业转基因生物实行安全评价制度,标志管理制度,生产许可制度,经营许可制度和安全审批制度。作为迄今为止我国级别最高、最全面的转基因技术管理条例,信息公开制度和知情权保护制度均未列入其中。

  我国在转基因食品消费者知情权的保护方面在立法上取得重大成就的同时,也存在着一些弊端。如缺少专门生物技术安全立法,立法层次不高,研究、生产、销售等转基因技术重要阶段信息公开出现“真空管理”,[5]造成信息公开制度和知情同意制度严重缺失。转基因食品强制标识是保护消费者知情权最重要的手段,但随着转基因技术迅速发展,《农业转基因生物标识管理办法》所规定标识种类未进行更新补充,标识管理未向烟酒等进行细化规范,造成标识混乱,透露信息极为有限,对消费者充分行使知情权造成巨大阻碍。

  五、完善我国转基因食品消费者知情权保护制度 措施 。

  我国学术界在转基因食品消费者知情权法律保护方面,也做了较多的研究。具体来说,完善我国转基因食品消费者知情权保护制度,应加强以下三个工作重点:

  第一,加强对转基因食品的标识管理。虽然转基因标识制度已经实施多年, 但在转基因食品标识上还存在诸多问题。一方面, 还有众多转基因食品没有进行标识;另一方面, 现有的进行了标识的转基因食品,其所作的标识多数不符合规范。因此,国家相关部门应在今后加强对转基因食品标识的监管工作。

  第二,强调公众对转基因食品的知情权和选择权。公众对所消费的食品应拥有知情权和选择权, 公众只有充分地获得知情权, 才能享有选择权, 并最大限度地保护自己的权益。在目前转基因食品的风险和危害尚不明确的情况下, 消费者对其选择有些茫然难以避免。因此, 政府相关主管部门应提高转基因相关信息透明性和安全管理的公众可参与性, 比如在批准转基因生物环境释放和商业化生产时增加公众听证的程序。

  第三,健全转基因食品检测、评估体系。首先, 建立独立的权威检测机构, 对转基因食品进行严格的检测, 保证其质量和安全性, 并逐渐形成一个覆盖全国的农业生物技术管理监督与监测网络体系。定时发布转基因食品名录供消费者参考。其次,严格控制转基因食品的生产、加工、贮运、销售直到进出口各环节, 使安全风险降至最低。[6]结合我国实际, 研制出一套切实可行的转基因食品安全评估体系, 将转基因食品置于规范化的管理和监控之中, 使消费者能放心地消费转基因食品。第三, 要加大执法力度。对未经申报审批而进行商业化生产的, 对不执行转基因食品标识制度的单位和个人, 应承担相应的法律责任,以保证转基因食品市场健康发展。

  六、结语。

如何写现代生命科学技术的论文

现代生命科学技术的论文

基因芯片——“生物信息精灵”
——浅谈数学、计算机在现代生命科学研究中的作用

二十世纪是物理科学的世纪,而二十一世纪则是生命科学的世纪。生命科学,尤其是生物技术的迅猛发展,不仅与人类健康,农业发展以及生存环境密切相关,而且还将对其它学科的发展起到促进作用,所谓"今天的科学,明天的技术,后天的生产"。而生命科学的基础性研究是现代生物技术的源泉、科学和技术创新的关键。
现代生物技术,是一门领导尖端科技的学科,正因如此,我很想知道它与数学——我得专业课,计算机等理论或技术是怎样有机的联系在一起的。基于此,我利用课余时间查阅了许多网站、书籍,并有了小小的收获。现就“基因芯片”技术,浅谈如下。

一、基因芯片简介

基因芯片,也叫DNA芯片,是在90年代中期发展出来的高科技产物。基因芯片大小如指甲盖一般,其基质一般是经过处理后的玻璃片。每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区。在指定的小区内,可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子(也叫分子探针)。

由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列,利用分子杂交及平行处理原理,基因芯片可对遗传物质进行分子检测,因此可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等。基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点,是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃。

二、基因芯片技术

生物芯片技术是于90年代初期随着人类基因组计划的顺利进行而诞生,它是通过像集成电路制作过程中半导体光刻加工那样的微缩技术,将现在生命科学研究中许多不连续的、离散的分析过程,如样品制备、化学反应和定性、定量检测等手段集成于指甲盖大小的硅芯片或玻璃芯片上,使这些分析过程连续化和微型化。也就是说将现在需要几间实验室、检验室完成的技术,制作成具有不同用途的便携式生化分析仪,使生物学分析过程全自动化,分析速度成千上万倍地提高,所需样品及化学试剂成千上万倍地减少。可以预见,在不远的将来,用它制作的微缩分析仪将广泛地应用于分子生物学、医学基础研究、临床诊断治疗、新药开发、司法鉴定、食品卫生监督、生物武器战争等领域。

生物芯片技术是目前应用前景最好的DNA分析技术之一,分析对象可以是核酸、蛋白质、细胞、组织等。目前全世界用生物芯片进行疾病诊断还处于研究阶段,国外已将其用于观察癌基因及肌萎缩等一些遗传病基因的表达和突变情况。

生物芯片技术还可以用于治疗,例如已开发出在4平方毫米的芯片上布满400根有药物的针,定时定量为病人进行药物注射。另外,科学家还在考虑制作定时释放胰岛素治疗糖尿病的生物芯片微泵及可以置入心脏的芯片起搏器等。生物芯片技术与组合化学相结合将开辟另一个极有价值的应用方向,即为新药研制提供超高通量筛选平台技术,这必将使新药研究开发和传统中药的成分评估获得重大突破。

三、基因芯片的应用技术举例

1、基因破译

目前,由多国科学家参与的“人类基因组计划”,正力图在21世纪初绘制出完整的人类染色体排列图。众所周知,染色体是DNA的载体,基因是DNA上有遗传效应的片段,构成DNA的基本单位是四种碱基。由于每个人拥有30亿对碱基,破译所有DNA的碱基排列顺序无疑是一项巨型工程。与传统基因序列测定技术相比,基因芯片破译人类基因组和检测基因突变的速度要快数千倍。
基因芯片的检测速度之所以这么快,主要是因为基因芯片上有成千上万个微凝胶,可进行并行检测;同时,由于微凝胶是三维立体的,它相当于提供了一个三维检测平台,能固定住蛋白质和DNA并进行分析。
美国正在对基因芯片进行研究,已开发出能快速解读基因密码的“基因芯片”,使解读人类基因的速度比目前高1000倍。图1所示为一种内嵌基因芯片的基因检测装置。

2、基因诊断

通过使用基因芯片分析人类基因组,可找出致病的遗传基因。癌症、糖尿病等,都是遗传基因缺陷引起的疾病。医学和生物学研究人员将能在数秒钟内鉴定出最终会导致癌症等的突变基因。借助一小滴测试液,医生们能预测药物对病人的功效,可诊断出药物在治疗过程中的不良反应,还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遗传基因,将使10年后对糖尿病的确诊率达到50%以上。
未来人们在体检时,由搭载基因芯片的诊断机器人对受检者取血,转瞬间体检结果便可以显示在计算机屏幕上。利用基因诊断,医疗将从千篇一律的“大众医疗”的时代,进步到依据个人遗传基因而异的“定制医疗”的时代。

3、基因环保

基因芯片在环保方面也大有可为。基因芯片可高效地探测到由微生物或有机物引起的污染,还能帮助研究人员找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因。这种对环境友好的基因一旦被发现,研究人员将把它们转入普通的细菌中,然后用这种转基因细菌清理被污染的河流或土壤。

4、基因计算

DNA分子类似“计算机磁盘”,拥有信息的保存、复制、改写等功能。将螺旋状的DNA的分子拉直,其长度将超过人的身高,但若把它折叠起来,又可以缩小为直径只有几微米的小球。因此,DNA分子被视为超高密度、大容量的分子存储器。
基因芯片经过改进,利用不同生物状态表达不同的数字后还可用于制造生物计算机。基于基因芯片和基因算法,未来的生物信息学领域,将有望出现能与当今的计算机业硬件巨头――英特尔公司、软件巨头――微软公司相匹敌的生物信息企业。

四、基因芯片的实际应用

基因芯片在生命科学、医药研究、环境保护和农业等领域有极其重要的应用价值。在基因芯片的驱动下,人类正进入一个崭新的生物信息时代。

1、在美国科学家第一次将一个他们称之为生物芯片的计算机芯片植入人体的细胞上,从而使人体细胞与计算机连接。这是美国科学家波利斯·鲁宾斯基(Boris Lubinsky)和他的同事黄永(译音)在3月份的美国《生物医学微设备》杂志中著文披露的。

2、人体细胞外面包有一个细胞膜,该细胞膜具有使特定物质单向通过的功能。多年来,科学家们一直寻求找到用电冲击的方法,使所希望的物质进入细胞膜,但直 到目前为止,所用的方法有时成功,有时失败。而使用鲁宾斯基和黄永研究出来的 新方法,细胞膜由计算机得到一个信号,让某些物质进入到细胞中。随具体场合的 不同,这些物质可以是例如用来改变基因的遗传物质,也可以是药物或蛋白质。这样,就可以更好地使这些物质发生效力。
鲁宾斯基等科学家打算研制出能对例如神经细胞和肌肉等人体组织发出指令的生物芯片,这样至少会使人所服用的药物发挥更大的效力。俄亥俄州立大学生物医学工程中心主任莫里罗·弗拉里称鲁宾斯基的这项发明是处在发展阶段早期的具有潜在作用的实验室工具。
美国科学家们称,他们已经找到了一种能使人体细胞和电路进行交配的生物工程芯片,它能在医学和基因工程学方面发挥关键的作用。
这种比头发还小还细的微型装置使健康人体细胞和电子芯片结合,通过电脑对芯片进行控制,科学家认为他们能够控制细胞的活动。
电脑向细胞芯片发送电脉冲,激发细胞膜孔张开,并激活细胞。科学家希望能够大批量地生产这种细胞芯片,并能够把它们植入人体,取代或修正病变组织。
领导这项研究的加州大学机械工程学教授鲍里斯·鲁宾斯基说:“细胞芯片还使科学家在复杂的基因治疗过程中更准确地进行控制,因为他们能够更准确地开启细胞孔。”
鲁宾斯基还说:“我们在生物学领域里引入了工程学的精髓,我们完全可以在不影响周围其它细胞的情况下输入DNA、提取蛋白质以及注射药物。”
该细胞芯片的出现与长期存在的一种理论有关,即一定量的电压能够穿透细胞膜。
多年来,科学家一直在进行用电力轰击细胞试验的遗传研究,希望藉此引入新的疗法和基因物质。研究人员希望能最终制造出与激活不同的身体组织(从肌肉到骨骼到大脑)所需的准确的电压量相调合的细胞芯片。那样的话,将会有数以千计的细胞芯片用来治疗各种类型的疾病。

3、用独创技术自行研制的中国第一片应用型基因芯片于近日在第一军医大学正式诞生。

据第一军医大学有关负责人透露,该军医大研制成功的基因芯片,是中国首次应用一种创新的基因片扩增技术,率先攻克了内地同行在基因芯片研究中首先面临的快速经济地搜集数以万数基因探针难题,并巧妙运用新技术手段明显地降低成本。
目前,该芯片已完成实验室工作,即将进入临床验证阶段,如果顺利,用於临床诊断的基因芯片可望不久投入批量生产。但到目前为止,全世界还没有实际用於临床应用诊断的基因芯片生产。
在实验室里,将这几片比大拇指盖稍大的基因芯片,放在检测器上,与之相连的电脑屏幕上立刻出现了纵横交错的红红绿绿荧光点,出现的每个荧光点就是一个基因片断的点阵。只要取病人一滴血放在芯片检测卡上,经过分子杂交后,连上电脑就可以立刻显示出基因变化情况,并通过电脑把基因语言翻译成医生能读得懂的信息,从而对疾病做出准确的诊断。
这种芯片的成功诞生,标志着疾病的诊断由细胞和组织水平推进到基因水平。它们的开发应用将在环境污染控制、动植物检疫、器官移植、产前诊断、药物筛选、药物开发等方面展示出广阔的前景。

五、生命科学渐成IT公司关注焦点

人类基因组工作草图绘毕的消息像打开了阿里巴巴宝藏的大门,以基因技术为核心的生命科学市场正吸引着越来越多的淘金者。近来,为这些淘金者生产“铁锨”的资讯科技(IT)公司的积极行动颇为引人注目。

1、揭开基因之迷须破译大量数据

人类基因组草图仅仅是读出了“生命之书”,而要真正读懂它,揭示所有基因编码所代表的信息,还必须破译浩如烟海的数据。
在著名的英国桑格中心里,有关人类基因组的数据已经达到22万亿字节,是世界上首屈一指的美国国会图书馆藏书内容的两倍多。据这家中心估计,在未来两至三年内,与人类基因组有关的数据量还将上升到50万亿至100万亿字节。

2、生命科学公司10%投资用于开发资讯科技

为了解决处理数据所需的庞大计算能力的问题,世界上最大的12家生命科学公司目前把近10%的科研预算用于资讯科技投资,而且这个比例可能还将增长。
据美国国际商业机器公司(IBM)估计,与生命科学有关的资讯科技市场将在今年达到35亿美元,到2003年达到90亿美元。

3、市场潜力巨大

一些著名的IT企业,已将眼光瞄准了这一潜力巨大的市场。例如,IBM已经决定投资1亿美元,用五年时间研制一种名为“蓝基因”的超级电脑。
“蓝基因”的运算能力将是美国现有40台最快的超级电脑运算能力总和的40倍,它主要用于模拟人类蛋白折叠成特殊形状的过程。世界最大的个人电脑制造商美国康柏公司,也垂涎这块“肥肉”。

4、康柏趁早下手培养未来客户基础

已经成为生命科学领域电脑服务器主要供应商的康柏公司最近宣布,它将继续投资1亿美元,支持新兴生物技术公司,以培养未来的客户基础。
其实,IT公司还远不止盯着这些近期利益。以基因研究为基础的生物经济可能在新世纪里成为新经济的重要组成部分,对此人们已经达成共识。

5、行业标准制定者能享有巨大经济利益

根据以往的经验,率先进入市场的公司大多能够成为行业标准的制定者,这些行业标准往往意味着巨大的经济利益。
今年8月,德国狮生命科学公司的股票上市。由于投资者看中这家公司的基因次序检索系统(SRS)可能成为行业新标准,其股票价格在短短时间里迅速上涨了50%。

6、政府支持基因研究

IT公司进军生命科学领域,与各国政府对基因研究的支持密不可分。为了在基因组研究的下一个阶段——分析蛋白质结构的国际竞争中领先,不少国家积极采取措施,促进信息业与生物产业的结合。
例如,日本不久前就组织了“官产学”大联合的“生物产业信息化研究共同体”,参加这个共同体除了制药、食品、生物、化学等与基因科学相关的企业外,还有不少电脑公司。

小结:科学界公认,生物芯片技术将给下个世纪生命科学和医学研究带来一场革命。目前我国科学家正在加速研制这种可能快捷便利提取DNA,查找遗传基因特性的新技术。相信,这一现代生物与高科技联姻的成果将为二十一世纪的发展作出巨大的贡献!

食品生物技术论文

现在,生物技术的发展更是突飞猛进,这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。 下面是我为大家整理的食品生物技术论文,希望你们喜欢。

食品检测中的生物技术分析

摘要:近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品检测技术得到了更多的重视,生物技术等新兴的食品检测技术也因此而得到了广泛的应用。文章在简要介绍生物技术的基础上,详细阐述了生物技术在食品检测中的应用,以期为生物技术的发展与应用提供新的思路。

关键词:食品检测 生物技术 应用

食品安全问题是由于食品中含有毒、有害物质,对人体健康产生危害而造成的公共卫生问题。近年来,食品安全问题已成为人们普遍关注的社会热点问题,引起了政府和公众的广泛重视。目前,国内的食品安全问题的产生既有政府监管不严、制度体系不完全的原因,也有食品检测技术不够科学先进的原因。随着食品工业的快速发展,对食品检测技术提出了更高的要求,传统分析方法难以满足当前食品检测的需要,灵敏度高、特异性强、简便快捷的生物技术逐渐在食品检测领域大放异彩,文章将对此进行详细论述。

一、生物技术概述

生物技术是利用生物有机体及其组成部分,或是利用其组织、细胞、酶来合成、转化、降解,从而实现生产产品等目的的技术。生物技术在食品领域的应用已经有几百年的历史,从最初的面包、酱油生产,如今已延伸到食品领域的各个方面,得到了长足的发展和不断的完善。现代生物技术是建立在细胞生物学等学科基础之上的高科技技术,包括细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程等诸多类技术。细胞工程是以动物、植物细胞及细胞融合技术为基础的一类生物技术,主要用于食品生产;酶工程是通过特定细胞酶来控制食品生产过程中的物质转化;基因工程是通过重组基因来改造食品生物特性,起到生产特殊产品的作用;食品发酵技术如今已发展为发酵工程学,用于预定食品及成分的生产。

二、生物技术在食品检测中的应用

生物技术在食品检测中的应用,表现在食品中微生物、转基因成分等对人体有毒有害物质的检测。例如借助细菌学、血清学方法可以检测食品中是否含有致病菌,但是这些传统生物技术方法操作繁琐,耗时较长,目前应用更多的是操作简便、快捷且精准的生物芯片、胶体金免疫层技术、PCR技术、酶联免疫吸附法、基因探针等生物技术。

1.生物芯片的应用

生物芯片技术是建立在现代生物化学、物理化学、计算机科学等诸多学科交叉的基础上的,检测原理是利用生物分子间的抗原、抗体等亲和反应或碱基对互补杂交,检测、分析样品中的成分。由于生物芯片技术可在小面积内对多种生物分子进行并行检测分析,分析量很大,因而检测效率较高,检测结果具有很好的可比性。

生物芯片包括基因芯片和蛋白质芯片。基因芯片是将基因探针固化在检测工具表面,利用软件分析检测工具与样品间发生的基因杂交信息,从而检测出遗传信息。基因芯片可同时进行定性定量检测,能够快速检测分析大量序列的杂交信息。蛋白质芯片的原理则是利用生物分子间的特异性结合来测定样品成分,具体操作与基因芯片技术类似。基于基因芯片和蛋白质芯片的原理及特点,生物芯片技术通常用于转基因食品、原料、病原微生物的检测。

2.胶体金免疫层技术的应用

一直以来,胶体金免疫层技术在医学领域得到了广泛的应用,近年来逐渐应用于食品检测领域。胶体金免疫层技术具有操作简单、耗时较短等优势,一般需要定性分析或半定量分析,主要用于有害微生物、药物残留、违禁药物的检测。该技术用于有害微生物的检测较多,例如检测食品中是否含有大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌等致病菌,较为常见的检测方法是双抗体夹心法;用于药物残留的检测是通过制得的抗体抗原与药物残留反应来分析食品中是否含有黄曲霉毒素、磺胺类药物、氯霉素等残留;用于违禁药物的检测一般是利用竞争免疫层析法来分析食品中是否含有罂粟碱、吗啡等物质。目前国内应用胶体金免疫层技术仍处于初级阶段,尚未投入广泛的应用,还有待新型免疫层析产品的开发、研制。

3.PCR技术的应用

PCR技术是上世纪八十年代产生的一种技术,借助体外扩增DNA来实现转基因食品以及病原微生物的检测。传统PCR技术早于1992年便用于病原菌的检测,但直到近年来才得到广泛应用,目前可用于检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。但在实际应用中,传统技术存在一些缺陷,无法定量检测,而且存在死细菌的环境下检测结果不准确,难以检测微生物毒素,因此在传统技术的基础上经过一系列改进和技术融合产生了多种改进的PCR技术,包括实时定量的PCR技术、PCR―DGGE技术、巢式及半巢式PCR技术等。定时定量的PCR技术是在传统技术中加荧光基团来实现实时检测,能够做定量分析,主要应用于检测外源基因污染、病原微生物、掺假量等,例如检测葡萄中的曲霉菌、肉骨粉中的牛羊源成分。PCR―DGGE技术在传统PCR技术基础上结合变性梯度凝胶电泳技术,不仅特异性强,而且敏感度高。巢式及半巢式PCR技术通过设计两对或1对半引物来降低假阳性结果的产生,使检测下限大幅度下降,检测结果通常无需其他方法再验证。

4.酶联免疫吸附法的应用

酶联免疫吸附法是利用免疫或酶促反应来进行食品检测,具有操作简便、特异性强、耗时短、灵活、可批量检测的优势。酶联免疫吸附法用于有毒有害物质的检测比常规培养法耗时少三至四天,而且无需特殊设备支持,结果易于观察辨别,样品易于保存,例如有研究用该法检测牛奶中的沙门氏菌敏感性100%、特异性99.7%,检测时间不超过3天,因而广泛应用在黄曲霉毒素等毒素检测、残留药物检测、过敏原检测、生理活性物质检测、转基因食品检测等领域。

5.DNA探针技术的应用

DNA探针技术利用碱基对结合原理制成DNA探针,能够检测样品中的碱基序列,从而判定样品基因序列。由于该技术操作简便,而且检测结果精确度高,应用十分广泛,通常用于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等检测。DNA探针技术主要有异相杂交和同相杂交两种技术,其关键在于针对检测目标构建相应的DNA探针,只有DNA探针的基因序列具有针对性和特异性,方能取得理想的检测结果。

三、结语

近年来,随着生物技术的发展和进步,其在食品安全领域发挥了越来越重要的作用,在食品检测的各个方面得到了广泛的应用。然而虽然生物技术普遍具有成本低、操作简便、效率高、特异性高等优势,但是在实际应用中各种生物检测技术均存在自身的局限性,需要结合实际需要灵活选择、搭配。为了更好的提高食品检测水平,解决食品安全问题,还需要开发新的生物检测技术和方法,对现有技术方法不断进行优化,这需要相关领域的专家学者持续不懈的努力

参考文献

[1]谢修志.生物技术在食品检测方面的应用[J].生物技术通报.2010(1).

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[4]胡朝晖.生物传感技术在食品生物安全检测中的应用[J].现代生物医学进展,2009(17).

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[8J水小溪,蔡乐,赵宝华.ELISA技术在食品安全检测中的应用[J].生命科学仪器,

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  临床微生物检验的快速诊断技术研究进展

  关键词:分子生物 来源: CHKD期刊全文库《当代医学》2099年第16期

  (本文作者:解放军第二五二医院 李苏利)
  目前感染性疾病仍然是危害人类健康的重大隐患。随着新发和突发感染性疾病的涌现,曾已被控制的感染性疾病的卷土重来,造成感染性疾病的微生物种类日益复杂,常见的病原微生物的威胁不仅没有消除而且出现了大量耐药菌株,加上新的病原微生物的出现,给临床诊断和治疗带来了极大的困扰。严峻的现实给病原微生物的检测和诊断提出了更高的要求。世界卫生组织(WHO)对临床微生物实验室提出:临床微生物实验室尽可能把目标集中在快速诊断方面。利用一切手段将实验室数据转化为临床有用的信息。
  1 自动化鉴定技术的应用
  临床微生物的实验室检查以染色、培养、生化鉴定等为主,尤其是分离培养,目前仍然是许多病原体检测的“金标准”。但是,由于细菌的生长繁殖需要一定时间,使检测周期难以缩短。此外,很多病原体的培养受营养要求、抗生素应用及病原体含量等因素的影响,用传统人工方法操作复杂、检测周期长,敏感性与特异性也有限。为解决这一问题,各种自动化培养和鉴定系统不断产生,随着计算机的发展和应用,先后出现了许多自动与半自动细菌鉴定与药敏系统,统称为“微生物鉴定专家系统”,这些系统大大提高了临床实验室的工作效率和检测的准确性,传统鉴定方法也在逐步改进,并在一定程度内加快了检测速度。
  2 免疫学方法
  免疫学技术是利用特异性抗原抗体反应,检测病原微生物,简化了病原微生物的鉴定步骤,备受关注。各大文献数据库提供的数据显示,几乎建立了所有病原体的血清学检测方法,表明该方法已成为一种微生物实验室常用的成熟的检测技术。
  2.1 凝集技术 常用的凝集技术有乳胶凝集技术和血清凝集技术。用于微生物的初步诊断、分型、鉴定,例如霍乱弧菌和志贺菌的分型,大肠杆菌O.57:H7、脑膜炎球菌等,短时间内就可完成鉴定。该诊断法具有操作简便、快速、准确、特异性强、阳性率高等特点。
  2.2 荧光抗体技术 荧光抗体技术是根据抗原抗体反应具有高度的特异性,把荧光素作为抗原标记物,在荧光显微镜下检查呈现荧光的特异性抗原抗体复合物及其存在部位。荧光抗体技术的主要特点是特异性强、速度快。吕治林等报道由美国同行所作的用炭疽杆菌细胞壁(CW-DFA)和荚膜抗原(CAP-DFA)特异的荧光标记的单克隆抗体,可快速鉴别炭疽杆菌。
  2.3 酶免疫技术 酶联免疫技术现已被广泛地应用于多种病原微生物的检测,可检测样本中病原体抗原,也可检测机体中的抗体成分。应用单克隆抗体结合硝酸纤维膜上的斑点ELISA技术,已成功地自患者的咽拭标本中同时检出可能存在的肺炎支原体、流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒和腺病毒。Gehring等用酶联免疫化学发光法(ELIMCL)测定大肠杆菌O.57:H7。许多疾病的检测都已有商品化的试剂盒出现。
  3 分子生物学技术
  随着分子生物学技术的迅速发展,使人们对微生物的认识从外部表型逐渐转向内部基因结构特征,微生物的检测也从生化、免疫方法转向基因水平检测,对于那些难培养和不可能培养的微生物,可直接通过获得基因信息,给微生物学的检测带来崭新的领域,为科学快速发展提供了新的机遇。
  3.1 PCR技术 PCR具有高度敏感性和特异性,在病原体检测上,对形态和生化反应不典型的微生物鉴定,常规方法常难以准确检测,即使出现大量死菌PCR也能做出准确的鉴定;不受混合标本的影响,可轻易从含有大量正常菌群的标本中鉴定病原菌;对于生长缓慢或难于培养的微生物鉴定,如分枝杆菌、幽门螺杆菌、支原体、衣原体、螺旋体等,目前其他方法阳性检出率很低,PCR技术对这类菌株的鉴定有重要意义。
  但是常规PCR技术也存在一些问题,如出现假阳性、形成引物二聚体,检测操作也比较繁琐,中间污染环节多,易出现假阳性或假阴性结果。为了克服这些不足,一些新的PCR技术渐衍生出来并被用于实践,如巢式PCR、逆转录PCR、多重PCR、通用引物PCR(UP-PCR)、PCR单链构象多态性分析、随机引物DNA多态性扩增(RAPD)、限制性长度多态性分析(RFLP)、实时荧光定量PCR等。
  3.2 基于16S rRNA与GyaB的检测技术
  3.2.1 以16S rRNA为靶基因进行检测 16S rRNA存在于所有原核生物细胞中,它们相对稳定且有较高的拷贝数,其序列中含可变区及高度保守区,因此可设计群、属、种特异性的探针。现阶段各种常见细菌的16S rRNA基因几乎全部测序完成,16SrRNA编码基因的这些特点使之成为较理想的细菌基因分类的靶序列,逐渐成为细菌鉴定、分类的“金标准”。
  3.2.2 以促旋酶(g yras e)B亚单位基因靶基因进行检测GyaB除了具有16S rRNA所具有的优点外,其基因进化率高于核糖体基因,还有GyaB在近乎全部细菌中呈单拷贝形式。有研究表明,基于GyaB序列构建的进化图谱与基于DNA-DNA杂交的相一致。因此,GyaB的分析特别适合于菌株的区别和鉴定。Fukushima等以GyaB基因为靶基因设计基因芯片来检测分枝杆菌属,实验结果显示此芯片鉴别分枝杆菌达到种水平,并且能区别密切相关的菌种,这对临床治疗具有重要的参考价值,说明分析GyaB基因序列对于在菌种水平鉴别细菌是快速而有效的方法。
  3.3 多位点序列分型 多位点序列分型(MLST)是近年来发展很快的分子生物学分析方法,具有很高的分辨能力,既适于分子流行病学研究,也可用于分子进化学的研究。MLST越来越多地被作为能进行国际间菌株比较的常用工具,建立一种更为准确的分析系统方法,并且用于研究出现的不同的抗生素抵抗株,相关特殊基因型及新的变异株引起的疾病流行病学分析和种群结构的研究。
  3.4 环介导等温扩增技术(LAMP) 环介导等温扩增技术(LAMP),是近年来发展出的一种敏感、特异、方便快捷的核酸扩增技术。与传统方法相比,不需要热循环为等温扩增,且由于反应中产生大量的副产物-白色焦磷酸镁沉淀,扩增产物可不经过电泳,通过肉眼观察或浊度计即可判定结果。因此LAMP是一种不需要热循环仪、肉眼即可判定结果的高度特异和敏感的DNA扩增方法。该法针对靶基因的6个区域设计4条特异引物,利用一种链置换聚合酶在恒温条件(65℃左右)保温约60min即可完成核酸扩增反应,扩增出特征性梯状条带。还可通过设计两条环引物可使反应速度提升1/2~1/3。LAMP技术可用于病原微生物的现场快速检测、战时野外及基层普及应用。
  4 分子生物传感器
  分子生物传感器是将新兴的传感器技术和分子诊断技术相结合而成的一种新技术,是现代临床诊断发展的一个新方向。由于生物传感器检测准确、操作简便等特点,近年来已经在许多领域取得了很大的进展,在感染类疾病诊断、药物筛选、未来战争生物战剂监测等领域获得了广泛的应用,其中临床中用于病原体检测的以DNA生物传感器最为常见。华裔科学家陈建柱最新制成的生物传感器,仅需20s时间即可检测出微量SARS病毒、天花病毒及炭疽杆菌等的存在,从而达到早期诊断的目的。
  5 基因芯片
  基因芯片是高通量的群体指标分析系统,基因芯片技术是一项全新的技术,它以一次性检查上万个基因的优势,被誉为是基因功能研究中最伟大的一项发明。它以许多特定的寡核苷酸片断或基因片断作探针,有规律地排列、固定在诸如硅片、 玻璃片、尼龙膜等固相介质上形成生物分子点阵,以达到一次试验同时检测多种疾病或多种样品的目的。基于高通量、微型化和平行分析的特点,基因芯片在微生物病原体检测、种类鉴定、功能基因检测、基因分型、突变检测和基因组监测等研究领域中发挥着越来越重要的作用。目前,许多细菌、病毒等病原体的基因组测序已经完成,将许多代表各种微生物的特殊基因制成1张芯片,经反转录就可检测样本中有无病原体基因的表达及表达水平,由此判断病人感染病原、感染进程以及宿主反应等,这样就大大提高了检测效率。
  6 蛋白指纹图谱技术
  蛋白质指纹图谱技术是随着蛋白质组学兴起的一种新技术。近年来,越来越多的学者意识到有必要从蛋白质水平来研究微生物。蛋白质是细菌功能的执行者,细菌种类繁多,不同的蛋白种类决定细菌千变万化的功能和特征。1996年,Clayin等采用MALDITOF MS质谱成功鉴定了革兰阴性和革兰阳性细菌,表明不同属种的细菌具有不同的蛋白指纹图谱,同一种细菌具有相似的蛋白指纹图谱,根据细菌蛋白指纹图谱可对细菌进行快速鉴定。中科院微生物所唐宏研究员等利用“蛋白质质谱指纹图谱”最新技术及其检测办法,可以分析得出SARS与非SARS病人血清中的蛋白质成分变化。这种检测SARS病毒方法经北京天坛医院临床证实,阳性率接近95%,特异性将近96%,能在病人发烧的第一天即可以得出满意的检测结果。有专家称蛋白质指纹图谱技术标志着一种划时代的诊断模式的诞生。
  随着计算机技术的不断发展,临床病原菌检测将向着高度自动化和开发简便的快速检测技术两个方向发展。分子生物学技术通过自动化仪器的使用,将在病原菌诊断、鉴定和耐药基因检测方面发挥巨大的的作用。随着多学科交叉时代的到来,最终将彻底改变临床病原菌检测的现状和传统观念,实现高效高质、快速统一。

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