食品中转基因成分核酸检测技术研究进展

转基因技术带来食品产量、经济效益的大幅提升,但其安全性也一直备受争议。面对转基因食品的潜在风险,全面且严格的监管势在必行,而科学的评估和精准的检测是严格监管的技术基础。近年来,国内外涌现出许多转基因成分检测技术,其中,基于核酸的检测技术因其特异性好、灵敏度高而获得了广泛的认可及应用。本文中,笔者综述了包括常规PCR、数字PCR、等温扩增、侧翼序列扩增及核酸检测试纸等使用频率较高的转基因检测技术,并对这些技术做出了原理阐释、应用介绍和方法评价,以期为转基因食品分析检测技术的发展提供更多思路。     

核酸层析法转基因快速检测体系的建立及应用

随着我国转基因研究及产业化进程提速,转基因检测的重要性日益凸显,因而快速、高效的分子检测新方法的研发具有重要的生产实践及科研意义。在转基因检测中,常规PCR技术具有检测范围广的特点,但较为费时费力,且对实验条件要求较高;而胶体金蛋白试纸法检测方便、快捷,但可检范围窄。基于此,建立了一套基于核酸层析法快速转基因检测的方法体系。将经液氨研磨后的样品通过一管法提取DNA后直接进行PCR扩增,再将PCR扩增产物滴加到胶体金检测卡上,通过直接观察胶体金卡条显色状况进行结果判别。此方法最终检验出玉米内参基因ZSSⅡB及Zein、大豆内参基因SPS、水稻内参基因Lectin,转基因元件启动子CaMV35S及终止子NOS,以及抗虫基因Cry1Ab/1Ac、抗除草剂基因Bar、Pat、CP4-EPSPS及选择标记基因NPTⅡ、Pmi等外源基因;并成功检出特异性转基因事件Mir604及Bt11。研究获得的核酸层析检测方法具有灵敏度高、省时省力且对检测条件要求低等优点,集PCR法与蛋白试纸检测法二者优势于一身,可广泛应用于转基因产品的精确快速检测,为我国转基因生物安全监管提供了良好的技术支撑。     

转基因产品成分检测技术研究进展

近年来随着转基因作物的大规模商业化种植以及转基因研发技术的不断发展,抗病、抗虫、耐除草剂、抗逆境和高产优质等转基因产品越来越多,应用也越来越广泛。转基因产品给人们带来便利和经济利益的同时,也带来了安全性问题的争议。为加强对转基因产品的管理,发展转基因产品成分检测技术尤为重要。目前,转基因产品的检测技术主要分为两类:一是基于外源核酸的检测技术,主要包括定性PCR技术、定量PCR技术、等温扩增技术和基因芯片技术等;二是基于外源蛋白的检测技术,主要包括酶联免疫吸附技术、Western blot检测技术和试纸条技术等。每种检测技术都有其优缺点和适用范围,在实际检测过程中,应根据检测的需要并结合转基因产品的类型和特点,选择最有效的检测技术或组合来满足检测的目的。就两类方法中主要检测技术的原理、优缺点和研究进展进行了简要概述,并就转基因检测技术的发展方向进行了总结和展望,旨在促进我国转基因检测技术更好地适应当前转基因领域的发展。     

多重核酸检测技术研究进展

核酸检测技术因其快速、灵敏、特异、准确等优点,被广泛应用于细菌、真菌、病毒、寄生虫的快速检测和鉴定,以及疾病的早期筛查与诊断中。随着生物检测技术的发展,基于核酸的多重检测技术在核酸诊断领域发挥了越来越重要的作用,主要包括以多重PCR、核酸等温扩增、基因芯片为基础的多重核酸检测技术,这些技术可对多个靶标进行同时检测,具有快速、高通量、样品消耗少等特点。本文扼要介绍这些技术的原理,及其在病原检测、疾病诊断等方面的应用。     

转基因植物核酸检测策略与体外扩增技术研究进展

转基因生物(Genetically modified organisms,GMOs)特别是转基因作物的商品化应用在世界范围内迅猛发展,在推动农业、医药和工业等领域的飞速发展的同时也逐步吸引越来越多公众注意力,生物安全问题成为突出的争论话题.转基因作物及其产品的快速准确检测成为社会发展的急切需求,转基因技术的多样化也要求检测策略和检测技术的不断改进.系统综述针对各种作物转基因技术和转基因产品的检测策略和技术,全面比较各种技术的特点和适用范围,并对目前面临的问题和发展趋势进行分析.     

转基因作物及加工品检测技术概述

随着公众对转基因产品关注度的提高和转基因标识制度的建立,快速、准确、灵敏地检测出转基因成分是客观发展的必然要求,建立高效、高通量的转基因检测技术已成为国内外的热点课题。我们简要介绍了转基因检测技术的概念、原理和研究进展,比较了各种转基因检测技术的优缺点,对转基因检测技术的发展方向进行了总结和展望。     

简化核酸提取过程在病原体核酸检测中的应用现状和发展趋势

简化核酸提取过程相较于经典的试剂盒法和全自动核酸提取技术,凭借其简便的操作步骤、便携易用的仪器设备和简单的人员培训等优势在病原体核酸检测中得到广泛应用,为实现病原体核酸的快速检测和现场检测(Point-of-care testing,POCT)奠定了良好的基础。本文比较了不同的核酸提取方法,对简化核酸提取过程的方法学进行综述,讨论其在病原体核酸检测领域中的应用现状,并展望其发展趋势。     

基于微流控芯片的核酸等温扩增技术研究进展

核酸等温扩增技术是一种在恒温体系内对核酸进行高效扩增的分子扩增技术,它能够在短时间内实现目的基因的指数增长。微流控芯片(microfluidic chip)技术是把研究样品制备、核酸富集、纯化和检测等多个操作步骤集成到一块"微型化"的芯片上,经自动化处理,得出实验结果,即"样品进,结果出"。将核酸等温扩增技术与微流控芯片相结合,不仅可以实现核酸快速扩增,还可以降低对实验器材的依赖。在床边即时诊断、病原体快速筛查中具有广阔的应用前景。综合国内外相关研究报道,综述了各种等温扩增技术原理,以及基于微流控芯片的核酸等温扩增技术应用,展望了集成化微流控芯片的发展趋势和应用前景。     

基于核酸侵入反应的生物分子检测技术的研究进展

核酸侵入反应是由5＇核酸内切酶或flap内切酶催化的,能够识别切割核酸片段形成的特异性结构的一类反应。近年来发展了很多基于该反应的生物大分子检测技术,能够对DNA、RNA、miRNA及蛋白质进行高灵敏、高特异性的测定。这些技术大都无需扩增待测靶标,极大地降低了扩增产物交叉污染的风险,在临床检测中具有很大的应用前景。本文对这些检测技术的原理及应用作简要综述。     

基于核酸侵入反应的生物分子检测技术的研究进展

核酸侵入反应是由5’核酸内切酶或flap内切酶催化的,能够识别切割核酸片段形成的特异性结构的一类反应。近年来发展了很多基于该反应的生物大分子检测技术,能够对DNA、RNA、miRNA及蛋白质进行高灵敏、高特异性的测定。这些技术大都无需扩增待测靶标,极大地降低了扩增产物交叉污染的风险,在临床检测中具有很大的应用前景。本文对这些检测技术的原理及应用作简要综述。     

PCR-Free Detection of Genetically Modified Organisms Using Magnetic Capture Technology and Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy

The safety of genetically modified organisms (GMOs) has attracted much attention recently. Polymerase chain reaction (PCR) amplification is a common method used in the identification of GMOs. However, a major disadvantage of PCR is the potential amplification of non-target DNA, causing false-positive identification. Thus, there remains a need for a simple, reliable and ultrasensitive method to identify and quantify GMO in crops. This report is to introduce a magnetic bead-based PCR-free method for rapid detection of GMOs using dual-color fluorescence cross-correlation spectroscopy (FCCS). The cauliflower mosaic virus 35S (CaMV35S) promoter commonly used in transgenic products was targeted. CaMV35S target was captured by a biotin-labeled nucleic acid probe and then purified using streptavidin-coated magnetic beads through biotin-streptavidin linkage. The purified target DNA fragment was hybridized with two nucleic acid probes labeled respectively by Rhodamine Green and Cy5 dyes. Finally, FCCS was used to detect and quantify the target DNA fragment through simultaneously detecting the fluorescence emissions from the two dyes. In our study, GMOs in genetically engineered soybeans and tomatoes were detected, using the magnetic bead-based PCR-free FCCS method. A detection limit of 50 pM GMOs target was achieved and PCR-free detection of GMOs from 5 µg genomic DNA with magnetic capture technology was accomplished. Also, the accuracy of GMO determination by the FCCS method is verified by spectrophotometry at 260 nm using PCR amplified target DNA fragment from GM tomato. The new method is rapid and effective as demonstrated in our experiments and can be easily extended to high-throughput and automatic screening format. We believe that the new magnetic bead-assisted FCCS detection technique will be a useful tool for PCR-free GMOs identification and other specific nucleic acids.     

等温核酸扩增技术在病原体检测中的应用

近年来,新型传染病相继爆发,如严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome,SARS）、H7N9禽流感等,严重威胁着人类健康和社会、经济的可持续发展,同时给传染病的防控带来了严峻挑战。病原体检测是传染病防控的重要环节,越来越多的新技术被应用其中。等温核酸扩增技术作为一种快速、灵敏度高的病原体检测技术,已取得了长足发展。对等温核酸扩增技术的原理、重要特性及其在病原体检测中的应用进展进行了较为全面的综述,以期为这一技术的推广和应用提供重要参考。     

基于CRISPR/Cas系统的核酸生物传感器

近年来,CRISPR/Cas系统已经成为转录调控和基因组编辑的重要工具。除了在基因编辑领域的贡献,CRISPR/Cas系统独特的靶核酸顺式切割和非特异性单链核酸反式切割能力,在开发核酸检测的新型生物传感器方面展现出巨大潜力。构建基于CRISPR/Cas系统高灵敏度生物传感器的关键通常依赖其与不同信号扩增策略,诸如核酸扩增技术或特定信号转导方法的结合。基于此,本文旨在通过介绍不同类型的CRISPR/Cas系统,全面概述基于该系统的核酸检测生物传感器的研究进展,并重点对结合核酸扩增技术（PCR、LAMP、RCA、RPA和EXPAR）、灵敏的信号转导方法（电化学和表面增强拉曼光谱）和特殊结构设计生物传感的三大类型信号放大策略的CRISPR/Cas生物传感器进行总结和评论。最后,本文对目前的挑战以及未来的前景进行展望。     

Alternative Molecular Tests for Virological Diagnosis

Several nucleic acid amplification techniques (NAATs), particularly PCR and real-time PCR, are currently used in the routine clinical laboratories. Such approaches have allowed rapid diagnosis with a high degree of sensitivity and specificity. However, conventional PCR methods have several intrinsic disadvantages such as the requirement for temperature cycling apparatus, and sophisticated and costly analytical equipments. Therefore, amplification at a constant temperature is an attractive alternative method to avoid these requirements. A new generation of isothermal amplification techniques are gaining a wide popularity as diagnostic tools due to their simple operation, rapid reaction and easy detection. The main isothermal methods reviewed here include loop-mediated isothermal amplification, nucleic acid sequence-based amplification, and helicase-dependent amplification. In this review, design criteria, potential of amplification, and application of these alternative molecular tests will be discussed and compared to conventional NAATs.     

流感病毒的检测和分型技术研究进展

近年来,病毒性流感的不断流行和暴发已引起世界范围的广泛关注。为了更好地对流感病毒进行检测和分型,我们对目前流感病毒常用的血清学检测和分型方法、免疫荧光法、PCR方法、多重RT-PCR法、实时RT-PCR法、依赖核酸序列的扩增法、环介导等温扩增法、焦磷酸测序法、基因芯片技术分别进行了描述,并阐述了其优缺点。     

NASBA——一种新型禽流感病毒检测方法

NASBA(nucleic acid sequence-based amplification)是一项持续等温的核酸扩增技术,特别适合于以RNA为模版的扩增,与其它常用禽流感病毒检测方法(病毒培养法、免疫学方法和PCR)相比,具有灵敏度高、特异性强、操作简便等特点。就NASBA的操作原理及其在禽流感病毒检测中的成功应用进行综述。NASBA不仅成为禽流感病毒检测的有力工具,而且对于其它恶性传染病的监测、检测同样具有重要价值和意义。     

GMDD: a database of GMO detection methods

Background  

Since more than one hundred events of genetically modified organisms (GMOs) have been developed and approved for commercialization in global area, the GMO analysis methods are essential for the enforcement of GMO labelling regulations. Protein and nucleic acid-based detection techniques have been developed and utilized for GMOs identification and quantification. However, the information for harmonization and standardization of GMO analysis methods at global level is needed.     

Amplification methods to increase the sensitivity of in situ hybridization: play card(s).

In situ hybridization (ISH) has proved to be an invaluable molecular tool in research and diagnosis to visualize nucleic acids in their cellular environment. However, its applicability can be limited by its restricted detection sensitivity. During the past 10 years, several strategies have been developed to improve the threshold levels of nucleic acid detection in situ by amplification of either target nucleic acid sequences before ISH (e.g., in situ PCR) or the detection signals after the hybridization procedures. Here we outline the principles of tyramide signal amplification using the catalyzed reporter deposition (CARD) technique, present practical suggestions to efficiently enhance the sensitivity of ISH with CARD, and discuss some applications and possible future directions of in situ nucleic acid detection using such an amplification strategy.