本發(fā)明涉及糧食作物玉米的成分檢測方法，具體為一種新型玉米轉(zhuǎn)基因成分的物理檢測方法。

背景技術(shù)：

農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因檢測方法主要有2類：第1類方法在市場監(jiān)管檢測中最為常用，是以外源基因的特定DNA序列為對象的檢測技術(shù)；第2類是蛋白質(zhì)檢測技術(shù)。

1.基于DNA序列的檢測方法

(1)PCR檢測方法。依據(jù)其檢測對象不同分為4類：元件特異性PCR、基因特異性PCR、構(gòu)建特異性PCR、轉(zhuǎn)化體特異性PCR。通過PCR技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化載體攜帶的啟動子、標記基因、終止子等特定序列，判斷其是否為轉(zhuǎn)基因作物。該方法特異性較好、效率較高、費用低，是目前我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因監(jiān)管部門進行轉(zhuǎn)基因監(jiān)管檢測的主要方法，目前已發(fā)布此類檢測標準逾50項。該方法通過普通PCR或?qū)崟r熒光定量PCR對轉(zhuǎn)基因作物通用元件進行檢測，是一種較精確、高效的方法，但缺陷是目前通量較小、周期較長，容易出現(xiàn)假陽性。

(2)基因芯片法?；蛐酒ㄓ址Q為DNA微探針陣列法，其實質(zhì)就是高度集成化的反向斑點雜交技術(shù)，通過將外源基因的特異性片斷制成檢測芯片，與待測樣本的DNA進行雜交，反應(yīng)結(jié)果掃描后，通過計算機軟件分析，來判斷出待測樣品是否為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。該方法通量高，但是檢測過程繁瑣，尤其是費用很高，對實驗設(shè)備要求高，可普及性較低。

2.基于表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)的檢測方法。以抗體、抗原為基礎(chǔ)的免疫學(xué)蛋白質(zhì)檢測方法，通過定性、定量外源基因表達產(chǎn)生的蛋白質(zhì)來判斷作物是否為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。外源表達蛋白的檢測方法有3種：生化反應(yīng)檢測法；免疫學(xué)檢測法，主要有Western雜交、ELISA法及免疫沉淀法；外源表達蛋白生物學(xué)活性的檢測。外源表達蛋白的檢測是轉(zhuǎn)基因作物檢測及安全性評價最有效的方法之一，但此種方法只針對某一個轉(zhuǎn)化事件，需要采取逐個排除的方法來達到檢測目的，繁瑣、成本高，不適于大批量盲樣檢測。此外還要考慮轉(zhuǎn)基因后基因表達沉默的問題，易出現(xiàn)漏檢。

玉米轉(zhuǎn)基因成分的檢測，現(xiàn)有技術(shù)主要是生化檢測方法，存在著樣品前處理復(fù)雜、檢測過程繁瑣、動用試劑多、檢測費用昂貴、檢測時間長、易出現(xiàn)假陽性，以及檢測人員專業(yè)水平要求高等技術(shù)問題，

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種采用太赫茲光譜檢測方法，通過分析玉米樣品的太赫茲光譜信號檢測其轉(zhuǎn)基因成分是否陽性，具有樣本制備簡單、檢測速度快、精度高、智能化程度高、對檢測人員要求水平低等優(yōu)點，可有效解決傳統(tǒng)生化檢測方法存在的檢測速度慢、檢測過程復(fù)雜的問題。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種新型玉米轉(zhuǎn)基因成分的物理檢測方法，包括以下步驟：

1)標樣和樣品的制作；

2)標樣的太赫茲時域光譜數(shù)據(jù)的獲?。?/p>

3)樣品轉(zhuǎn)基因成分的太赫茲光譜檢測；

4)玉米轉(zhuǎn)基因成分的定性分析。

所述的步驟1)的標樣和樣品的制作中，標樣用于建立各品系玉米(包括轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因的)的太赫茲標準光譜庫；樣品用于對玉米轉(zhuǎn)基因成分的檢測；制作標樣的標準物質(zhì)原材料來源于各玉米品系的標準物質(zhì)，標準物質(zhì)從國家糧食局科學(xué)研究院購買，并具有標準物質(zhì)證書；

標準物質(zhì)原材料在充分粉碎、研磨后，取120mg，加入40mg聚乙烯粉末，經(jīng)搖勻器充分混合后，放置壓片機進行壓片。壓片時保持壓力10MPa三分鐘，取出壓片，用電子螺旋測微器測量厚度(精確到0.01mm)后,放置密封袋封好，密封袋貼標簽注明品系名稱和厚度，至此，標樣制作完畢；樣品制作過程同標樣制作過程；

標樣或樣品需在半小時內(nèi)測試完畢，以避免標樣放置在空氣中發(fā)生的理化變化；標樣或樣品原材料在使用前保持水分含量在12％-15％左右，若水分過高，會影響樣品對太赫茲輻射的吸收，因此需要使用烘干機進行烘干后再進行制樣。12％-15％的水分參數(shù)確定來源于糧食安全儲藏相關(guān)國家標準；

所述的步驟2)標樣的太赫茲時域光譜數(shù)據(jù)的獲取中：將標樣放置于太赫茲時域光譜儀中，采用透射方式獲取標樣的太赫茲時域光譜數(shù)據(jù)。檢測的環(huán)境條件設(shè)置為：環(huán)境溫度：20℃，環(huán)境濕度：≤10％；每種玉米品系制作3個標樣，每個標樣測量3次，總共對每種玉米品系測得9組時域光譜數(shù)據(jù)，取0.2T-1.2T波段作為有效數(shù)據(jù)進行平均，得到該標樣9次平均的時域光譜數(shù)據(jù)，再利用光譜儀本身的隨機軟件，獲取該標樣的吸收譜數(shù)據(jù)和波形，存儲到數(shù)據(jù)庫中；對各品系標樣重復(fù)上述檢測過程，建立玉米各品系太赫茲吸收光譜標準數(shù)據(jù)庫；

所述的步驟3)樣品轉(zhuǎn)基因成分的太赫茲光譜檢測中，對于需檢測的玉米樣品，首先需進行去雜質(zhì)、清洗，烘干，取小部分進行水分測定,待水分穩(wěn)定在12％-15％之間時，再進行粉碎、研磨、壓片。將壓片放置于太赫茲光譜儀中按步驟2)進行光譜測定；

所述的步驟4)玉米轉(zhuǎn)基因成分的定性分析中：(1)以0.01T為頻率間隔，取0.2T-1.2T太赫茲波段吸收譜的100個數(shù)據(jù)點。對于樣品數(shù)據(jù)，記為Xi(i＝1,2,…,100)；對于標準光譜庫中的數(shù)據(jù)，記為Yi(i＝1,2,…,100)；

(2)按以下公式計算樣品數(shù)據(jù)與對應(yīng)光譜庫標樣數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)；

上式中，n＝100,為樣品數(shù)據(jù)平均值，為相應(yīng)光譜庫中標樣數(shù)據(jù)平均值，r是計算得到的相關(guān)系數(shù)；

對標準光譜庫中的每一個標樣計算相關(guān)系統(tǒng)r1,r2,…,rn,…；

從r1,r2,…,rn,…中選取最大的r值，并把對應(yīng)的標樣作為玉米轉(zhuǎn)基因成分的鑒定結(jié)果。

積極有益效果：本發(fā)明采用太赫茲光譜檢測方法，通過分析玉米樣品的太赫茲光譜信號檢測其轉(zhuǎn)基因成分是否陽性，具有樣本制備簡單、檢測速度快、精度高、智能化程度高、對檢測人員要求水平低等優(yōu)點，可有效解決傳統(tǒng)生化檢測方法存在的檢測速度慢、檢測過程復(fù)雜的問題。

附圖說明

圖1為實施例的四種玉米品系的太赫茲時域光譜；

圖2為實施例的四種玉米品系的太赫茲吸收譜。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進一步的說明：

一種新型玉米轉(zhuǎn)基因成分的物理檢測方法，包括以下步驟：

1.標樣和樣品制備方案：

標樣用于建立各品系玉米(包括轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因的)的太赫茲標準光譜庫；樣品用于對玉米轉(zhuǎn)基因成分的檢測。

制作標樣的標準物質(zhì)原材料來源于各玉米品系的標準物質(zhì)，標準物質(zhì)從國家糧食局科學(xué)研究院購買，并具有標準物質(zhì)證書。

標準物質(zhì)原材料在充分粉碎、研磨后，取120mg，加入40mg聚乙烯粉末，經(jīng)搖勻器充分混合后，放置壓片機進行壓片。壓片時保持壓力10MPa三分鐘，取出壓片，用電子螺旋測微器測量厚度(精確到0.01mm)后,放置密封袋封好，密封袋貼標簽注明品系名稱和厚度，至此，標樣制作完畢；樣品制作過程同標樣制作過程。

標樣或樣品需在半小時內(nèi)測試完畢，以避免標樣放置在空氣中發(fā)生的理化變化。

標樣或樣品原材料在使用前保持水分含量在12％-15％左右，若水分過高，會影響樣品對太赫茲輻射的吸收，因此需要使用烘干機進行烘干后再進行制樣。12％-15％的水分參數(shù)確定來源于糧食安全儲藏相關(guān)國家標準。

2.標樣的太赫茲時域光譜數(shù)據(jù)的獲取

將標樣放置于太赫茲時域光譜儀中，采用透射方式獲取標樣的太赫茲時域光譜數(shù)據(jù)。檢測的環(huán)境條件設(shè)置為：環(huán)境溫度：20℃，環(huán)境濕度：≤10％。每種玉米品系制作3個標樣，每個標樣測量3次，總共對每種玉米品系測得9組時域光譜數(shù)據(jù)，取0.2T-1.2T波段作為有效數(shù)據(jù)進行平均，得到該標樣9次平均的時域光譜數(shù)據(jù)，在利用光譜儀本身的隨機軟件，獲取該標樣的吸收譜數(shù)據(jù)和波形，存儲到數(shù)據(jù)庫中。對各品系標樣重復(fù)上述檢測過程，建立玉米各品系太赫茲吸收光譜標準數(shù)據(jù)庫

3.樣品轉(zhuǎn)基因成分的太赫茲光譜檢測

對于需檢測的玉米樣品，首先需進行去雜質(zhì)、清洗，烘干，取小部分進行水分測定,待水分穩(wěn)定在12％-15％之間時，再進行粉碎、研磨、壓片。將壓片放置于太赫茲光譜儀中按步驟2進行光譜測定。

4.玉米轉(zhuǎn)基因成分的定性分析

(1)以0.01T為頻率間隔，取0.2T-1.2T太赫茲波段吸收譜的100個數(shù)據(jù)點。對于樣品數(shù)據(jù)，記為Xi(i＝1,2,…,100)；對于標準光譜庫中的標樣數(shù)據(jù)，記為Yi(i＝1,2,…,100)。

(2)按以下公式計算樣品數(shù)據(jù)與對應(yīng)光譜庫中標樣數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)。

上式中，n＝100,為樣品數(shù)據(jù)平均值，為相應(yīng)光譜庫中標樣數(shù)據(jù)平均值，r是計算得到的相關(guān)系數(shù)。

對標準光譜庫中的每一個標樣計算相關(guān)系統(tǒng)r1,r2,…,rn,…。

從r1,r2,…,rn,…中選取最大的r值，并把對應(yīng)的標樣作為玉米轉(zhuǎn)基因成分的鑒定結(jié)果。

術(shù)語解釋：

1.太赫茲波：太赫茲波是指頻率在0.1THz到10THz(1T＝10¹²Hz)范圍的電磁波，波長大概在0.03到3mm范圍，介于微波與紅外之間。

2.太赫茲時域光譜(THz-TDS)：是一種新型的、非常有效的相干光譜探測技術(shù)。特征有：(1)對黑體輻射不敏感，信噪比遠高于傅里葉變換紅外光譜技術(shù)。(2)可探測材料在太赫茲波段的物理和化學(xué)信息。(3)可測得電介質(zhì)材料、半導(dǎo)體材料、生物大分子的振幅和相位信息。(4)可進行時間分辨的測量。

太赫茲波透射性強，其透射能力遠強于紅外，因此可以采用透射方式獲得關(guān)于樣品的太赫茲光譜，太赫茲透射光譜必然攜帶了更多的關(guān)于樣品內(nèi)部的物理化學(xué)性能，因而太赫茲光譜比紅外光譜更能反映樣品內(nèi)部理化信息，利用太赫茲光譜對樣品進行定性鑒別也就具有了更高的精確性。

實施例

通過本方法對玉米轉(zhuǎn)基因品系MIR162、Bt-11、MON810和非轉(zhuǎn)基因玉米品系Jinboshi781的太赫茲時域光譜圖如圖1所示，和如圖2所示吸收譜圖。

本發(fā)明采用太赫茲光譜檢測方法，通過分析玉米樣品的太赫茲光譜信號檢測其轉(zhuǎn)基因成分是否陽性，具有樣本制備簡單、檢測速度快、精度高、智能化程度高、對檢測人員要求水平低等優(yōu)點，可有效解決傳統(tǒng)生化檢測方法存在的檢測速度慢、檢測過程復(fù)雜的問題。

以上實施案例僅用于說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在所述領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替代及改進等，均應(yīng)視為本申請的保護范圍。