食物加工食品微生物学样品分析图像显微镜
近来,用于检测大量大分子物质及食源性病原菌的“生物芯片”和
“微芯片”技术受到很大关注。由于微型化技术的发展,这类系统可检
测多达5万个样点(例如DNA微阵列),而每个样点包括数百万特定DNA探
针拷贝,同时固定在一个特制的显微玻片上。荧光标记待测物可以和样
点探针进行杂交并得到检测。 Deyholos2)发表的篇优秀文章里描述了
采用微阵列技术探测与特定生物过程(如在NaCI胁迫下拟南芥的反应)
相关基因的方法,以及采用微阵列技术详细分析特定生物途径(如玉米
中的碳单元代谢)的方法。
生物芯片也可以应用于检测各种食源性病原菌。通过在芯片上“刻
印”各种各样的抗体或能与特定病原菌结合的DNA分子,那么就可以在
一块芯片上同时检测诸如沙门菌、李斯特菌、大肠杆菌、金黄色葡萄
球菌等致病菌。根据Hero在2000年发表的文章中记载2,生物芯片在生
命科学研究中是一项非常重要的技术,当时估计其市场价值在2005年左
右能高达50亿美元之巨。这一技术在快速发展的蛋白质组学研究中显
得尤为重要,因为蛋白质组学研究需要大量的数据来产生有用的信息。
显然,生物芯片和微阵列芯片的发展对于生物科学研究中大量数据
的获得非常重要。比如在食源性病原菌的检测中,有几个重要的方面需
要考虑。这些芯片是被设计用来检测微量的目标分子,而这些目标分子
在采用芯片检测前必须是未受污染的。在食品微生物学中,病原菌的最
低检测限为25g食品(如牛肉末)中存在一个目标细胞活体在细胞数量的
大量扩增(如用细胞培养生长或PCR体外扩增技术)或者样品未进行过滤
、分离、吸收、离心沉淀等一系列预处理之前,生物芯片很难从一堆食
品中找到这样的目标细胞。样品中的食品颗粒很容易堵塞生物芯片中
的槽道。因此,这些准备工作使得生物芯片不能对食品中的病原菌进行
“实时”检测。
另外一个需要考虑的问题是采用生物芯片检测病原菌过程中病原菌
的活性。监测到某些目标分子的存在只能证明目标病原菌的存在与否,
并不能说明目标病原菌是否还存活。为得到有意义的结果,还需采用某
些方式的富集培养来确保病原菌具有活性。虽然生物芯片可以检测到
大量微生物,但目前还无法实现食物加工过程中的一些特定的病原菌如
沙门菌属、李斯特菌属以及弯曲杆菌属的实时检测。生物芯片和微阵
列技术在食品病原菌的检测中存在巨大的潜力,但目前还需进行更多的
研究才能实现该技术在食品微生物学领域的应用。
