食物加工食品微生物學樣品分析圖像顯微鏡
近來,用于檢測大量大分子物質及食源性病原菌的“生物芯片”和
“微芯片”技術受到很大關注。由于微型化技術的發展,這類系統可檢
測多達5萬個樣點(例如DNA微陣列),而每個樣點包括數百萬特定DNA探
針拷貝,同時固定在一個特制的顯微玻片上。熒光標記待測物可以和樣
點探針進行雜交并得到檢測。 Deyholos2)發表的篇優秀文章里描述了
采用微陣列技術探測與特定生物過程(如在NaCI脅迫下擬南芥的反應)
相關基因的方法,以及采用微陣列技術詳細分析特定生物途徑(如玉米
中的碳單元代謝)的方法。
生物芯片也可以應用于檢測各種食源性病原菌。通過在芯片上“刻
印”各種各樣的抗體或能與特定病原菌結合的DNA分子,那么就可以在
一塊芯片上同時檢測諸如沙門菌、李斯特菌、大腸桿菌、金黃色葡萄
球菌等致病菌。根據Hero在2000年發表的文章中記載2,生物芯片在生
命科學研究中是一項非常重要的技術,當時估計其市場價值在2005年左
右能高達50億美元之巨。這一技術在快速發展的蛋白質組學研究中顯
得尤為重要,因為蛋白質組學研究需要大量的數據來產生有用的信息。
顯然,生物芯片和微陣列芯片的發展對于生物科學研究中大量數據
的獲得非常重要。比如在食源性病原菌的檢測中,有幾個重要的方面需
要考慮。這些芯片是被設計用來檢測微量的目標分子,而這些目標分子
在采用芯片檢測前必須是未受污染的。在食品微生物學中,病原菌的最
低檢測限為25g食品(如牛肉末)中存在一個目標細胞活體在細胞數量的
大量擴增(如用細胞培養生長或PCR體外擴增技術)或者樣品未進行過濾
、分離、吸收、離心沉淀等一系列預處理之前,生物芯片很難從一堆食
品中找到這樣的目標細胞。樣品中的食品顆粒很容易堵塞生物芯片中
的槽道。因此,這些準備工作使得生物芯片不能對食品中的病原菌進行
“實時”檢測。
另外一個需要考慮的問題是采用生物芯片檢測病原菌過程中病原菌
的活性。監測到某些目標分子的存在只能證明目標病原菌的存在與否,
并不能說明目標病原菌是否還存活。為得到有意義的結果,還需采用某
些方式的富集培養來確保病原菌具有活性。雖然生物芯片可以檢測到
大量微生物,但目前還無法實現食物加工過程中的一些特定的病原菌如
沙門菌屬、李斯特菌屬以及彎曲桿菌屬的實時檢測。生物芯片和微陣
列技術在食品病原菌的檢測中存在巨大的潛力,但目前還需進行更多的
研究才能實現該技術在食品微生物學領域的應用。
