Методи виявлення ГМО: знайдіть ідеальний варіант для Вашого підприємства

Припущення, що усі генетично модифіковані організми є шкідливими – хибне. Хоча й обґрунтовані побоювання щодо ГМО існують, особливо щодо впливу на навколишнє середовище та потенційні ризики для здоров'я, не всі ГМО становлять однаковий рівень ризику. Деякі ГМО розроблені для збільшення врожайності, підвищення поживної цінності або поліпшення стійкості до шкідників і хвороб.

Саме тому вирощування генетично модифікованих культур значно зросло по всьому світу за останні роки. Збільшення виробництва поєднується зі складним і постійно глобальним регуляторним процесом схвалення ГМ-продукції.

Тестування харчових продуктів і сільськогосподарської продукції на вміст генетично модифікованих організмів є необхідною умовою для полегшення внутрішньої та міжнародної торгівлі.

Аналіз на вміст ГМО може бути проведений в польових умовах або в випробувальній лабораторії.

Сьогодні я вам розповім про методи визначення генетично модифікованих організмів, щоб ви обрали оптимальний.

Використання тест-смужок

Найпростішим та найбільш доступним методом є використання тест-смужок (тестів латерального потоку).

Тест-смужки забезпечують швидке і оперативне рішення для якісного виявлення різних білків (ГМО) на місці.

Принцип дії

Коли тест-смужку поміщають в екстракт зразка, білок ГМО, присутній в екстрактах зразків зв'язується з антитілом, міченим невеликим об'ємом наночастинок золота, і комплекс рухається вгору за рахунок капілярної дії. Потім комплекс зв'язується з антитілом, нанесеним на тест-смужку, в результаті чого утворюється рожево-фіолетовий колір тестової лінії. Коли комплекс рухається далі вгору, він зв'язується з контрольною лінією, в результаті чого з'являється рожево-фіолетовий колір контрольної лінії. За відсутності білка ГМО тестова лінія не з'являється, оскільки жоден комплекс не зв'язується з тестовою лінією, в той час як контрольна лінія набуває рожево-фіолетового кольору, що свідчить про правильність протоколу тестування.

Інтенсивність забарвлення тестової лінії може бути використана для кількісного вимірювання кількості ГМО, присутнього в зразках зерна. Для кількісного оцінювання використовують спеціальні рідери.

Чутливість тест-смужки показує вище якої концентрації ГМО результат буде позитивним. Процедура визначення займає лише 10 хвилин і виглядає наступним чином:

• Зважте зразок
• Подрібніть у закритій ємності млина або блендера
• Додайте очищену воду у кількості згідно інструкції
• Інтенсивно струсіть зразок з водою і дайте відстоятись
• Відберіть ~ 0,5 мл зразка за допомогою піпеток для перенесення і перенесіть його в мікропробірку на 1,5 мл
• Помістіть тест-смужку у пробірку із зразком і залиште на 5 хвилин
• Зчитайте результат

Ключові переваги тест-смужок

• Швидке тестування на місці
• Надійний результат без лабораторного обладнання
• Зручний для користувача: не потребує навчання, простий у використанні
• Якісні та кількісні результати

Метод імунно-ферментного аналізу (ІФА)

ІФА – це широко використовуваний метод виявлення та кількісного визначення генетично модифікованих організмів (ГМО) у зразках харчових продуктів і кормів.

Принцип дії

ІФА заснований на принципі зв'язування антиген-антитіло. В аналізі ГМО цільовий аналіт (наприклад, білок або інший специфічний для ГМО компонент) слугує антигеном, тоді як специфічні антитіла використовуються для виявлення. Зв'язування антигену з іммобілізованим антитілом виявляється за допомогою ферментно-зв'язаного вторинного антитіла, яке створює вимірюваний сигнал.

Як відбувається аналіз методом ІФА?

• першим кроком в ІФА-аналізі є підготовка зразка. Зразки харчових продуктів або кормів зазвичай гомогенізують і екстрагують, щоб виділити цільовий аналіт (наприклад, білок) з матриці. Потім екстрагований зразок розводять до відповідної концентрації для аналізу;
• мікротитрувальні планшети покривають антитілами, специфічними до цільового аналіту. Планшети з покриттям промивають, щоб видалити незв'язані антитіла, і додають блокуючі агенти для мінімізації неспецифічного зв'язування;
• розведені екстракти зразків і стандарти, що містять відомі концентрації цільового аналіту, додають до покритих мікротитрованих планшетів. Планшети інкубують, щоб цільовий аналіт зв'язався з антитілами захоплення, іммобілізованими на поверхні планшета;
• після інкубаційного періоду планшети промивають, щоб видалити незв'язані компоненти зразка і забруднюючі речовини;
• у лунки додають вторинне антитіло, кон'юговане з ферментом (наприклад, пероксидазою хрону або лужною фосфатазою). Це вторинне антитіло специфічно зв'язується з цільовим аналітом. Після подальшого періоду інкубації планшети знову промивають, щоб видалити незв'язане вторинне антитіло;
• у лунки додають розчин субстрату, специфічний до ферментного кон'югату. Фермент прискорює колориметричну або хемілюмінесцентну реакцію з субстратом, виробляючи сигнал, який можна виявити (наприклад, зміна кольору або люмінесценція), прямо пропорційний кількості цільового аналіту, присутнього в зразку;
• сигнал, що генерується в кожній лунці, вимірюється за допомогою рідера для мікропланшетів, який кількісно оцінює інтенсивність сигналу. Інтенсивність сигналу порівнюється зі стандартною кривою, згенерованою на основі відомих концентрацій цільового аналіту, щоб визначити концентрацію аналіту в зразку.

Виглядає складно, правда? Проте виробники комерційних тест-систем потурбувались про зручність для користувачів і підготували готовий набір реагентів і планшетів для визначення кожного компонента. І все що Вам необхідно робити – це чітко слідувати інструкції в упаковці до набору для визначення. Ну і придбати рідер для зчитування результатів)

Ключові переваги ІФА

• Стандартизована процедура тестування для отримання якісних результатів
• Неперевершена чутливість і специфічність до цільового аналізу
• Стабільні, надійні та відтворювані тест-набори
• Простий, швидкий і економічно ефективний метод тестування

А ось ще одна перевага. Методом ІФА також можна проводити визначення мікотоксинів, алергенів, залишків антибіотиків, деяких вітамінів та патогенів.

Метод полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР)

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) - ще один популярний метод виявлення та кількісного визначення генетично модифікованих організмів (ГМО) у зразках харчових продуктів і кормів.

Принцип методу заснований на тому, що ПЛР ампліфікує специфічні послідовності ДНК, присутні в зразку, що дозволяє виявити і кількісно оцінити ГМО. Метод ґрунтується на використанні специфічних праймерів, які закріплюються на цільових послідовностях ДНК, а також ферменту ДНК-полімерази для синтезу нових ланцюгів ДНК.

Проведення методу складається з наступних етапів:

• Виділення нуклеїнових кислот із зразка. ДНК виділяють із зразка харчового продукту або корму за допомогою відповідного методу екстракції. Цей етап екстракції має вирішальне значення для ізоляції цільової ДНК з матриці зразка і видалення потенційних інгібіторів, які можуть перешкоджати ампліфікації ПЛР;
• Створення праймерів. Специфічні праймери призначені для приєднання до унікальних послідовностей ДНК, які є характерними для кожного виду ГМО. Ці праймери оточують цільову ділянку ДНК, яку потрібно ампліфікувати під час ПЛР;
• Ампліфікація. Реакційна суміш проходить серію температурних циклів у термоциклері (денатурація, реплікація тощо). Ці цикли повторюються багато разів (зазвичай 20-40 циклів), що призводить до експоненціальної ампліфікації цільової послідовності ДНК;
• Після ампліфікації ПЛР продукти аналізують за допомогою гель-електрофорезу. Продукти ПЛР розділяють за розміром, коли вони мігрують через агарозний гель під дією електричного поля. Фрагменти ДНК очікуваного розміру візуалізуються за допомогою барвника ДНК та УФ-світла.
• Виявлення та кількісне визначення. Присутність і кількість ГМО в зразку визначають шляхом порівняння розміру та інтенсивності смуг продуктів ПЛР з відомими стандартами або контролями. Кількісна оцінка може бути досягнута за допомогою кількісної ПЛР (qPCR) шляхом вимірювання флуоресценції, що випромінюється під час ампліфікації в режимі реального часу.

Перевагами методу ПЛР є висока чутливість, специфічність, можливість автоматизації визначення.

Підсумкове порівняння методів

Чутливість та специфічність

ПЛР забезпечує високу чутливість і специфічність, дозволяючи виявляти низькі рівні ГМО з мінімальною перехресною реактивністю з нецільовою ДНК. ІФА також забезпечує високу чутливість і специфічність, особливо при оптимізації специфічними антитілами до цільового ГМО.

Тест-смужки, як правило, мають нижчу чутливість порівняно з ПЛР та ІФА, що робить його більш придатним для якісного, а не кількісного аналізу.

Швидкість проведення аналізу

ПЛР зазвичай займає три-чотири годин, включаючи етапи екстракції та ампліфікації ДНК.

ІФА можна виконати за кілька годин, що робить його відносно швидким порівняно з ПЛР.

Тест-смужки дають швидкі результати, зазвичай протягом декількох хвилин, що робить їх придатними для тестування на місці та швидкого скринінгу.

Вартість

ПЛР-метод може бути дорожчим порівняно з ІФА та тест-смужками, насамперед через потребу в спеціалізованому обладнанні, реагентах та кваліфікованому персоналі. ІФА, як правило, є більш економічно ефективним, ніж ПЛР, оскільки вимагає менше спеціалізованих реагентів та обладнання.

Тест-смужки часто є найбільш економічно вигідним варіантом, оскільки аналіз вимагає мінімального обладнання.

Звертайтесь до наших експертів за консультацією!

Ірина Кіріна,

куратор галузевих експертів ХЛР