摘要： 本文主要介绍了酶联免疫分析技术、基因芯片技术、分子印迹技术、聚合酶链式反应技术、试纸条快速检测技术、流动注射免疫分析技术、生物传感器技术、等分子生物学检测技术的原理、开发及其在农产品中有毒有害物质检测中的应用。
Abstract： This paper introduced the principles, developing and the using of many molecular biotechnology, such as enzyme linked immuno-sorbent assay, genechip technique, molecular imprinting technique, polymerase chain reaction, scrip quick testing technology, flow injection immuno-analysis, Biosensors, etc, for the detection of the hazardous substances in the farm products．
关键词： 农产品；有毒有害物质；分子生物学；检测技术
Key words： farm products; hazardous substances; molecular biotechnology; testing technology
中图分类号：S1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）04-0186-02
0前言
农产品安全性要求农产品中不应含有可能损害或威胁人体的物质或因素，它关系到人体健康和社会稳定。随着世界经济全球化、贸易自由化和农产品国际贸易的迅速发展，农产品安全已成为事关人民健康和构建和谐社会的重大战略问题，及时、安全、准确地检测出农产品中的病原微生物是农产品安全检测的重要内容。随着农产品分析物质的不断微量和痕量化，农产品基质的不断复杂，仅使用传统分析技术已难以解决所有的问题。分子生物学技术不仅可以简化前处理过程、而且操作简便、检测成本低、安全可靠，且能进行特异性处理分析，其在农产品分析中占据越来越高的比例[1]，目前在农产品检测中常用的技术包括：酶联免疫分析技术（ELISA）、基因芯片技术、分子印迹技术、聚合酶链式反应（PCR）技术、试纸条快速检测技术、流动注射免疫分析技术、生物传感器技术（biosensor）、等。分子生物学技术解决了传统农产品前处理所不能解决的问题，特别是在农产品中有毒有害物质检测中发挥了重要的作用。
1应用于农产品安全检测中的分子生物学技术
1.1 酶联免疫分析技术[2-3]酶联免疫分析技术是20世纪70年代初期由荷兰学者Weeman与Schurrs和瑞典学者Engvall与Perlman几乎同时提出的。最初ELISA主要用于病毒和细菌的检测，20世纪70年代后期开始广泛应用于抗原、抗体的测定，范围涉及到一些药物、激素、毒素等半抗原分子的定性定量检测。它是在RIA理论的基础上发展起来的一种非放射性标记免疫分析技术。它利用酶标记物同抗原抗体复合物的免疫反应与酶的催化放大作用相结合，既保持了酶催化反应的敏感性，又保持了抗原抗体反应的特异性，极大的提高了灵敏度，且克服了RIA操作过程中放射性同位素对人体的伤害。酶联免疫分析法在农产品安全检测中最为常用。农兽药残留免疫分析方法的建立包括待测物选择、半抗原合成、人工抗原合成、抗体制备、测定方法建立、样本前处理方法和方法评价等步骤。ELISA具有样品前处理简单，纯化步骤少，大量样本分析时间短，适合于做成试剂盒现场筛选等优点，使其可试验快速现场监测，是现阶段农产品安全检测领域应用较多的一项检测技术。目前酶联免疫检测的农、兽药残留种类主要包括：有机磷农药、拟除虫菊酯类农药、有机氯类农药、氨基甲酸酯类、兽药类等。
1.2 基因芯片技术[4-5]基因芯片技术是采用原位合成或显微打印手段，将数以万计的核酸探针固化于支持物表面，与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号来实现对样品的快速检测。基因芯片技术是基于芯片上的探针与样品中的靶基因片段之间发生的特异性核酸杂交。基因芯片的基本原理与核酸杂交相似，但它将大量按检测要求设计好的探针固化，仅通过一次杂交便可检测出多种靶基因的相关信息，具有高通量、多参数同步分析，快速全自动分析，高精确度、高精密度和高灵敏度分析的特点，是目前鉴别有害微生物的最有效的手段之一。近年来，许多学者利用基因芯片对常见致病菌进行了分析检测。
1.3 分子印迹检测技术[6-7]分子印迹技术利用化学手段合成一种高分子聚合物―分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymer, MIP)，MIP能够特异性吸附作为印迹分子的待测物，在免疫分析中可以取代生物抗体，被科学家誉为“人工抗体”。它具有一定的预定性，识别性和实用性等特点，在农产品安全检测中的潜力已引起了人们的关注。由于农兽药在农产品基质中的痕量残留性以及基质的复杂性，需要对待侧的农兽药物质进行分离，净化和富集。MIPs的固相萃取(MISPE)技术已被广泛应用于药物、生物、农产品、环境样品分析，作为监测药物、生物大分子、烟碱 、除草剂 、农药等的预富集处理。根据直接竞争免疫分析方法，采用荧光标记示踪物，灵敏度虽不及生物抗体免疫分析得到的结果，但分析时间缩短而且该放生抗体具有上百次的可再生使用次数。使用MIPs作为生物传感器的识别元件是另一具有发展前景的应用。较之抗体、受体或酶，MIPs制成的传感膜有明显的优越性，如适用范围广、能够长期稳定、耐高温和耐腐蚀。
1.4 PCR技术[8-11]聚合酶链式反应技术诞生于1985年，由美国Cetus公司和加州大学联合创建。PCR技术利用变性与复性原理，在体外使用DNA聚合酶，在引物的引导和脱氧核糖核苷酸（dNTP）的参与下将模板在数小时内进行百万倍扩增。该技术可选择性地放大特定的DNA序列，因此在农产品致病性微生物检测方面发挥着越来越重要的作用。实时定量PCR技术是近年发展起来的新型技术，该技术通过直接测定PCR过程中荧光信号的变化，利用电脑分析软件对PCR过程中产生的扩增产物进行动态监测和自动定量，从而成功地实现了PCR从定性到定量的飞跃。而且，使用实时定量PCR技术不需要进行凝胶电泳，避免了交叉污染，使反应具有更强的特异性和更高的自动化程度。随着分子生物学技术的不断发展，多重PCR、标记PCR和不对称PCR等多种不同的PCR方法都被应用于农产品检测中，它们的应用使PCR技术拥有了更高的灵敏度和更短的周期。
1.5 试纸条快速检测技术（即膜载体免疫分析快速检测技术）[12-13]
试纸条与试剂盒相比较具有更加易于携带、检测更加迅速等优势。在实际检测过程中，特别是现场快速检测，并不一定需要对每个样品都获得定量数据而只需要定性地判别出某个样品是否含有某种农兽药，含量是否超过规定标准既可。因此只需要几分钟或十几分钟就可以获得结果的快速检测试纸条是最为合适的检测工具。试纸条技术与试剂盒相类似，其特点是以微孔膜作为固相载体。标记物可用酶或各种有色微粒子，如彩色乳胶、胶体金、胶体硒等，以红色的胶体金最为常用。固相膜的特点在于其类似滤纸的多孔性。液体可穿过固相膜流出，也可以通过毛细管层析作用在膜上向前移行。常用的固相载体膜为硝酸纤维素膜、尼龙膜等。试纸条技术主要包括酶标记免疫检测技术（immunoenzyme labeling technique）和胶体金标记免疫检测技术（immunogold labelling technique）。酶标记免疫检测技术是以酶为示踪标记物，而胶体金标记免疫检测技术是以胶体金作为示踪标记物，应用于抗原抗体反应的一种新型免疫标记技术。酶标记检测技术包括flow-through和dip-stick两种形式，胶体金标记检测技术包括flow-through和lateral-flow两种形式。
1.6 流动注射免疫分析技术[14]流动注射免疫分析法是将速度快、自动化程度高、重现性好的流动注射分析与特异性强、灵敏度高的免疫分析集为一体。这种分析方法具有分析时间短、需要样品量小和操作简便等特点。利用FIIA对一些样品分析，测定耗时不足1min。FIIA有：均相FIIA和非均相FIIA。流动注射免疫分析主要包括：流动注射脂质体免疫分析技术、流动注射荧光检测、流动注射化学发光检测、流动注射分光光度检测和流动注射电化学检测。利用FIIA是一种灵敏性、专一性、准确性好、快速、节约成本的方法，样品也不需要预处理和富集。
1.7 其他分析技术[15-18]免疫亲和（Immunoaffinity）是利用生物分子间专一的亲和力而进行分离的一种层析技术。其原理是利用偶联亲和配基的亲和吸附介质为固定相亲和吸附目标产物，使目标产物得到分离纯化的液相层析法。亲和层析已经广泛应用于生物分子的分离和纯化，如结合蛋白、酶、抑制剂、抗原、抗体、激素、激素受体、糖蛋白、核酸及多糖类等；也可以用于分离细胞、细胞器、病毒等。
毛细管电泳免疫分析技术是将毛细管电泳技术(CE)与免疫分析技术(IA)相结合起来的一种新型的免疫分析技术。毛细管电泳免疫分析分为竞争性毛细管电泳免疫分析和非竞争性毛细管电泳免疫分析。与毛细管电泳免疫分析的检测器主要有激光诱导荧光和紫外检测器。其中激光诱导荧光检测器因具有较高的检测灵敏度，通过对抗体或是抗原进行荧光标记而被广泛使用。此外还有生物传感器、荧光免疫分析技术、放射免疫分析技术、磁免疫分析技术、蛋白质芯片、等。
2结语
随着经济的全球化发展和农产品的跨区域、跨国际流通，对农产品病原菌的检测要求也越来越高。从定性和定量两方面出发，准确、快速、经济的检测方法是农产品安全检测的发展方向。尽管分子生物学检测方法具有诸多优点，但目前它们大多处于实验室阶段，不能广泛应用于实践，仅能作为标准检测方法的参考。因此，在今后的工作中应进一步加快研究步伐，建立真正实用的农产品快速检测方法。
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