PCR技术及其在食品检测中的应用
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Jun. 2019 CHINA FOOD SAFETY 129分析与检测
传统的检测手段一般来说需要通过对于可能的病原体进行培养,方能开始检测,此类方法检测成本高、速度慢、效率低,难以满足现代食品安全检测的要求。而PCR技术及及改良检测法能够快速准确有效地发现各种病原体,有快速、准确灵活有效的优点,现在广泛运用在食品微生物检测领域当中。1 PCR技术简介PCR技术是1985年由美国的科学家创立的一种体外酶促合成,使特定DNA片段快速增长的方法,能够迅速检测出某种微生物,相对于传统需要通过培养皿检测微生物的方法,PCR技术的最大优势在于能够快速发现不同种类的微生物,有快速、灵活特应性强等优势。所以PCR技术在各种微生物检测当中发挥着越来越重要的作用。2 PCR技术在食品微生物检测当中主要的优势传统检测法,需要对于各种致病菌进行培养,其过程需要消耗大量的人力、物力,操作非常繁琐,而且各种微生物的生长环境所需要的pH值、温度和营养介质都不一样。且在这过程当中需要消耗数天的培养时间,并且在鉴定时要对其细胞特征及格兰氏染色情况进行认真观察,并对其生物性特性进行鉴定,所以要分辨出每种微生物是一个较为困难的过程,特别是对于弱势菌种来说,更是很难检测出来。所以PCR技术相对于传统检测法有以下三点优势。2.1 方便相对于传统方法PCR技术运用的设施设备操作更简单,整个过程更加方便。2.2 快速传统检测法需要对样本进行数天的培养,这样得出的结果就存在着一定的滞后性问题,而在PCR技术能够快速出检测结果,能更好地应用于工业生产。2.3 准确涉及食品安全的微生物品种较多,同一检测方法很难鉴别出每一种微生物,通过PCR技术能够避免上述问题,提高整个食品微生物检测的准确性和识别性。3 PCR技术在食品微生物检测当中的应用分析据不同的使用条件和使用需求,食品检测当中,PCR技术已经发展出了多种应用方法。每种方法有自己的优点和缺点,下面就对于各类技术分支优点和缺点进行分析。3.1 常规PCR技术的应用作为最基础的检测技术,PCR技术在使用过程中具有方便性、便捷性以及准确性等优势,所以将其应用于食品药品中微生物的检测优势多。例如:单核细胞增多症李氏杆菌的检验,在传统检测手段中,单核细胞增多症很难通过简单的分离技术得到准确的检测结果,但是通过PCR技术可以将李氏杆菌高效分离,整个分离过程所需时间少,通常情况下只需12个小时便可以完成食品药品中是否存在李氏杆菌的检测,并且所需要的李氏杆菌数量较少。3.2 多重PCR技术的应用多重PCR技术就是运用PCR技术中不同DNA能够发生互补现象,根据不同DNA增值速度不同,荧光反射数值不同的特点,在一次检测过程当加入多种催化酶,来快速完成多种病原体的检测。多重PCR技术具有快速高效的优点,但其也具有一定的缺点,对敏感要求较高,需要对敏感度进行控制,以充分发挥其作用,避免误测的情况发生。3.3 RT-PCR技术的应用RT-PCR技术主要是利用聚合酶链式反应,将微生物的RNA提出,将其作为模板获取c DNA,然后对其PCR作出扩增处理,对食品微生物的DNA片段进行表达。T-PCR技术有着极高的检出率,灵活度也很高,对于食品中各种微生物能够做精准的辨别。此外,本技术能够快速地将微生物特征分别出来,以实现微生物检测准确性和有限性的提高,防止检测不到位的现象发生,保证最终的检测结果和效率。3.4 荧光PCR技术的应用通过在PCR技术的反应过程当中,加入不同的荧光分子进行标记和探针进行染色可以对多个基因标靶进行实时检测。针对不同特异性,而病原体使用不同特异性的荧光染色剂,能够快速准确检测出多种病原体,属于对多重PCR技术应用的一种改进。3.5 PCR技术在微生物学中的应用PCR技术检测微生物的基本原理就是检验其微生物的核苷酸,在PCR的技术下经过高温变形、低温退火等步骤进行大量的复制扩增。传统的对微生物进行检测的方法步骤十分繁琐,需要经过培养、观察、生理生化反应、血清鉴定等过程。而利用PCR技术,仅需要几个小时,对细菌中保守的DNA进行复制,通过离心沉淀、滤膜、过滤等方法获得细菌,最后利用电泳法和特异性核酸探针检测其扩增的序列。4 结语现在PCR技术还在不断发展完善当中,未来它将在食品安全检测领域发挥出更大的作用。各种新型的检测技术也在不断研究发展中,从长远来看,免疫学、分子生物学、自动化和计算机技术发展的成果将进一步提高食品微生物检测的更便捷性和灵活性。PCR技术会随着相关技术的发展而逐渐革新,朝着更加高效精准标准化的方向发展,会出现更多的满足不同情况的检测方法,为人类的食品安全和营养健康保驾护航。PCR技术及其在食品微生物检测中的应用□ 李 霞 闫志强 青海省产品质量监督检验所摘 要:在自然环境当中,各种致病微生物是无处不在,如何快速有效地检测出这些致病微生物成为了保障食品安全的重大课题。PCR技术作为一种新兴微生物检测手段能够快速而又准确地发现食品当中的各种致病微生物。本文将介绍现在食品检测中常用的PCR技术检测法及其在食品微生物检测当中的应用并探讨其具体优势。关键词:PCR技术;食品安全检测;致病病原体
114 食品安全导刊 2017年6月Technology科技工艺技术
1 常规检测方法1.1 传统检测方法目前,在检测食源性致病菌的定性及定量时,最常用的是传统检测方法。就不同类型的致病菌而言,以其不同的化学组成以及产生不同的代谢产物为依据,经过一定的生化反应来检测致病菌。1.2 免疫学测定法抗原与抗体结合所产生的反应作为免疫学检测法的原理。这些年,在金黄色葡萄球菌、沙门氏菌以及蜡样芽胞杆菌方面创建了很多免疫学检测法,主要包括:免疫荧光法(IFT)以及酶联免疫吸附法(ELISA)等;乳胶凝结测试、免疫磁性分离法以及免疫胶体金层析法等都将抗体作为依据创建的检测方法。此法具有高强的特异性、高度敏感性以及速度快等优点。缺点是特异性染色问题、欠缺客观的检测判断以及复杂的技术程序[1]。2 分子生物学检测法2.1 核酸探针技术用同位素或其他标记法标记已知的核苷酸序列中的DNA片段,当用来检测已变性的DNA样品加入后,在遇见合适条件时,就会和被测DNA样品中含有同源序列DNA片段结合,从而成为杂交双链,完成检测样品中DNA。检测食源性致病菌时采用核酸探针技术有很多优点,如:较强的特异性、高度的灵敏性、操作简单和节省时间等[2]。2.2 基因芯片技术从20世纪90年代起被广泛运用的前沿生物技术是基因芯片技术,在生物学中针对不连续的剖析过程可以用此技术将其转移到固相芯片上,从而形成连贯微小化。对能够迅速敏捷的检测食源性致病带来了有利条件,从而建立相应自动剖析体系。3 PCR检测技术聚合酶链式反应技术叫PCR技术,运用该技术在体外就能将指定基因以及DNA序列迅速扩增,最先应用此技术是基因克隆以及检测转基因,正因为其具有精准、微量的优点,在其他领域也被广泛运用。随着人们对食物微生物遗传性质的不断了解,进一步明确大部分致病菌的遗传条件,PCR技术也逐渐应用在食品检测中[3]。目前,PCR技术主要应用于检测食品中的致病菌、成分类别、有益成分以及转基因食品,如大豆、玉米、番茄和油菜等。然而在实际应用传统PCR技术时,也会出现一些缺点,比如,当存在细菌体时,会出现假性阳性现象以及致毒微生物产生的毒素不能被检 测出来等。4 食品检测中PCR改进技术4.1 实时定量PCR技术所谓实时定量PCR技术,是将荧光基团加到PCR反应系统中,运用荧光信号积累,对整个PCR过程实时检测,最后用标准曲线定量未知模板,这种方法就叫实时定量PCR技术。该法是在完全闭管情况下检测,而且结合此检测技术以及平稳无干预的荧光激发光源,在PCR后不需再进行处理,有效防止交叉传染;该法运用缩短了检测周期,操作简便,检测时能做到准确、特异。给食品加工时检测外源DNA受到污染的定量,检测病原微生物、检测掺假量以及检测转基因食物等方面起到了有效作用。4.2 多重PCR技术所谓多重PCR技术,是一种以单一的PCR技术为基础改善的一种技术,将经过混合多条引物以及多条模板加入到一个反应系统中,对不同目的条带分别特异扩增或将混合的多条引物以单一模板DNA加入到同一反应系统中,对同一模板的不同片断扩增处理,该法通常用来扩增超长片断。相比于传统单一的PCR技术,多重PCR技术更高效系统化和经济简单方便。4.3 PCR-DGGE技术PCR-DGGE技术就是将变性梯度凝胶电泳技术与PCR技术结合起来的方法,该技术能将相同长度而不同碱基的DNA片段混合物分离。在适当的变性条件下,将PCR和DGGE结合起来,PCR-DGGE技术能对一个碱基辨别,其特异性以及敏感性很强。用成像体系对染色后的凝胶分析,在一定程度上可以反映出样品的繁琐性。样品中不同微生物的组成能通过条带的数量反映出来,条带的亮度则代表微生物的数量。综合上述PCR-DGGE技术所具备的优点,给检测食品,尤其是检测食品微生物带来了重要影响。5 结语近年来,利用分子生物学技术检测食源性致病菌发展迅速,尤其是PCR技术及在其基础上发展起来的众多新技术,可以使检测成本降低,效率更高,准确度更高。传统的检测方法检测致病菌需要经过生化和血清学等多个步骤,操作繁琐,耗时费力,灵敏度低,并且传统方法无法检测难以人工培养的微生物。PCR反应的最大特点是具有扩增效率高和灵敏度高,但操作复杂,所以,在其操作过程中常有污染发生,即使极少量的污染就会造成假阳性,稍有差错也会出现假阴性,如何避免多重PCR法检测致病菌的假阳性问题今后还需进一步研究。参考文献[1]江飞,张旭伟.PCR技术在食品检测中的应用和发展[J].河南农业,2017(6):56-58.[2]胡博.PCR技术在食品微生物检测中的应用[J].现代食品,2017(2):36-37.[3]王华,刘斌.PCR技术在食品微生物检测中的应用[J].生物技术通报,2010(2):63-67.PCR技术在食品检测中的应用□ 薛彦伦 鄂尔多斯市食品检验检测中心摘 要:近年来,PCR技术在食品检测中的发展迅速,它的快速、准确、灵敏度高等优点受到众多研究人员的青睐。本文主要介绍了食品致病微生物检测的传统方法、PCR方法及其发展。并以多重PCR技术为例与国标方法对比,和对实际检测和研究工作有一定的参考价值。关键词:食品检测;PCR技术;食品安全;转基因食品DOI:10.16043/ki.cfs.2017.18.088
食品检测FOOD INSPECTION
PCR技术在食品药品检测中的应用
■杨艳河北省承德市市场监督管理局
拾^品和药品的安全对人体健康产生直接的影响,甚至会对 艮人们的生命产生威胁,所以对食品药品中存在的微生物 以及病菌进行检测是必须的。目前比较常用的食品药品安全 检测技术为PCR技术,下面围绕该技术的定义、发展和应用 展开分析,讨论该技术在食品安全检测中发挥的作用。
一、PCR技术基本原理PCR检测技术自问世以来在食品药品检测领域所发挥的 作用是无可替代的,该技术实际上是一种DNA体外扩增技 术,尤其是在微生物领域应用十分广泛。其基本原理是通过 对食品或药品中微生物的核酸序列进行检测分析从而得出相 应的数据。主要方式是通过高温变性、低温退火以及适温延 伸三个步骤大量复制微生物DNA,如此便可以通过该技术准 确检测出微生物的存在。二、PCR检测的特点操作方便。传统的食品药品检测方法不仅耗时较长,测 试结果相对来说准确性也不足,已无法满足当前对食品药品 安全检测的要求。而PCR检测技术的自动化程度较高,只需 一人操作,实现人机一体化程序设定,更加便捷,工作效率 大大提高。检测快捷。使用传统检测方法进行微生物检测所需的时 间都在两天以上,甚至可能在一周以上。而通过PCR技术可 完美解决这一问题,一般情况下,检测结果在几个小时之内 便可得到,耗时较长的也只需一天左右。准确率高。随着社会经济的发展,我国食品种类越来 越多,微生物种类也在不断增加,单纯使用传统检测方法已 经很难实现微生物的高效分离,同时也很难实现微生物种类 的全面辨别,对于一些活性较弱的微生物,不仅很难得到B食品检测FOOD INSPECTION
检测结果,甚至培养都是难题,对检测工作的顺利开展造成 阻碍。而通过PCR技术可以有效规避这些问题,可以更加高 效、准确地检测微生物种类,保证食品药品安全。具有潜在的发展空间。PCR技术是现阶段食品药品安全 检测中的高度自动化技术,其大大改善了传统检测技术存在 的缺陷,对于保证食品药品行业安全以及维护国民经济稳定 意义重大。
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PCR技术在食品药品检测中的应用
作者:杨艳
来源:《中国食品》2019年第04期
食品和药品的安全对人体健康产生直接的影响,甚至会对人们的生命产生威胁,所以對食品药品中存在的微生物以及病菌进行检测是必须的。目前比较常用的食品药品安全检测技术为PCR技术,下面围绕该技术的定义、发展和应用展开分析,讨论该技术在食品安全检测中发挥的作用。
一、PCR技术基本原理
PCR检测技术自问世以来在食品药品检测领域所发挥的作用是无可替代的,该技术实际上是一种DNA体外扩增技术,尤其是在微生物领域应用十分广泛。其基本原理是通过对食品或药品中微生物的核酸序列进行检测分析从而得出相应的数据。主要方式是通过高温变性、低温退火以及适温延伸三个步骤大量复制微生物DNA,如此便可以通过该技术准确检测出微生物的存在。
二、PCR检测的特点
操作方便。传统的食品药品检测方法不仅耗时较长,测试结果相对来说准确性也不足,已无法满足当前对食品药品安全检测的要求。而PCR检测技术的自动化程度较高,只需一人操作,实现人机一体化程序设定,更加便捷,工作效率大大提高。 龙源期刊网
检测快捷。使用传统检测方法进行微生物检测所需的时间都在两天以上,甚至可能在一周以上。而通过PCR技术可完美解决这一问题,一般情况下,检测结果在几个小时之内便可得到,耗时较长的也只需一天左右。
准确率高。随着社会经济的发展,我国食品种类越来越多,微生物种类也在不断增加,单纯使用传统检测方法已经很难实现微生物的高效分离,同时也很难实现微生物种类的全面辨别,对于一些活性较弱的微生物,不仅很难得到检测结果,甚至培养都是难题,对检测工作的顺利开展造成阻碍。而通过PCR技术可以有效规避这些问题,可以更加高效、准确地检测微生物种类,保证食品药品安全。