Методы выявления ГМО: найдите идеальный вариант для Вашего предприятия

Предположение, что все генетически модифицированные организмы вредны, ошибочно. Хотя обоснованные опасения по поводу ГМО и существуют, особенно по влиянию на окружающую среду и потенциальные риски для здоровья, не все эти организмы имеют одинаковый уровень опасности. Некоторые из них разработаны для увеличения урожайности, повышения питательной ценности или улучшения устойчивости к вредителям и болезням.

Именно поэтому выращивание генетически модифицированных культур значительно выросло по всему миру за последние годы. Увеличение производства совмещается со сложным и глобальным регуляторным процессом одобрения ГМ-продукции.

Тестирование пищевых продуктов и сельскохозяйственной продукции на содержание генетически модифицированных организмов является необходимым условием для облегчения внутренней и международной торговли.

Анализ на содержание ГМО может быть проведен в полевых условиях или испытательной лаборатории.

Сегодня я расскажу о методах определения генетически модифицированных организмов, чтобы Вы выбрали оптимальный.

Использование тест-полосок

Самым простым и доступным методом является использование тест-полосок (тестов латерального потока).

Тест-полоски – быстрое и оперативное решение для качественного выявления разных белков (ГМО) на месте.

Принцип действия

Когда тест-полоску помещают в экстракт образца, белок ГМО, присутствующий в экстрактах образцов, связывается с антителом, меченным небольшим объемом наночастиц золота, и комплекс двигается вверх за счет капиллярного действия. Затем комплекс связывается с антителом, нанесенным на тест-полоску, в результате чего образуется розово-фиолетовый цвет тестовой линии. Когда комплекс двигается дальше вверх, он связывается с контрольной линией, как следствие появляется розово-фиолетовый цвет контрольной линии. При отсутствии белка ГМО тестовая линия не проявляется, поскольку ни один комплекс не связывается с тестовой линией, тогда как контрольная линия приобретает розово-фиолетовый цвет, что свидетельствует о правильности протокола тестирования.

Интенсивность окраски тестовой линии может быть использована для количественного измерения количества ГМО, присутствующего в образцах зерна. Для количественной оценки используют специальные ридеры.

Чувствительность тест-полоски показывает, выше какой концентрации ГМО результат будет положительным. Процедура определения длится всего 10 минут и выглядит так:

• Взвесьте образец
• Измельчите в закрытой емкости мельницы или блендера
• Добавьте очищенную воду в количестве согласно инструкции
• Интенсивно стряхните образец с водой и дайте отстояться
• Отберите ~ 0,5 мл образца с помощью пипеток для переноски и перенесите его в микропробирку на 1,5 мл
• Поместите тест-полоску в пробирку с образцом и оставьте на 5 минут
• Считайте результат

Ключевые преимущества тест-полосок

• Быстрое тестирование на месте
• Надежный результат без лабораторного оборудования
• Удобный для пользователя: не требует обучения, простой в использовании
• Качественные и количественные результаты

Метод иммуноферментного анализа (ИФА)

ИФА – широко используемый метод выявления и количественного определения генетически модифицированных организмов (ГМО) в образцах пищевых продуктов и кормов.

Принцип действия

ИФА основан на принципе связывания антиген–антитело. В анализе ГМО целевой аналит (например, белок или другой специфический для ГМО компонент) служит антигеном, тогда как специфические антитела используются для выявления. Связывание антигена с иммобилизованным антителом проявляется с помощью ферментно-связанного вторичного антитела, создающего измеряемый сигнал.

Как проходит анализ методом ИФА?

• Первым шагом в ИФА-анализе является подготовка образца. Образцы пищевых продуктов или кормов обычно гомогенизируют и экстрагируют, чтобы выделить целевой аналит (например, белок) из матрицы. Затем экстрагированный образец разводят до соответствующей концентрации для анализа.
• Микротитровальные планшеты покрывают антителами, специфичными для целевого аналита. Планшеты с покрытием промывают, чтобы удалить несвязанные антитела, и добавляют блокирующие агенты для минимизации неспецифического связывания.
• Разбавленные экстракты образцов и стандарты, содержащие известные концентрации целевого аналита, добавляют к покрытым микротитровальным планшетам. Планшеты инкубируют, чтобы целевой аналит связался с антителами захвата, иммобилизованными на поверхности планшета.
• После инкубационного периода планшеты промывают для удаления несвязанных компонентов образца и загрязняющих веществ.
• В лунки добавляют вторичное антитело, конъюгированное с ферментом (например, пероксидазой хрена или щелочной фосфатазой). Это вторичное антитело специфически связывается с целевым аналитом. После последующего периода инкубации планшеты снова промывают, чтобы удалить несвязанное вторичное антитело.
• В лунки добавляют раствор субстрата, специфичный к ферментному конъюгату. Фермент ускоряет колориметрическую или хемилюминесцентную реакцию с субстратом, вырабатывая сигнал, который можно выявить (например, изменение цвета или люминесценцию), прямо пропорциональный количеству целевого аналита, присутствующего в образце.
• Сигнал, генерируемый в каждой лунке, измеряется с помощью ридера для микропланшетов, который количественно оценивает интенсивность сигнала. Интенсивность сигнала сравнивается со стандартной кривой, сгенерированной на основе известных концентраций целевого аналита, чтобы определить концентрацию аналита в образце.

Выглядит сложно, правда? Однако производители коммерческих тест-систем позаботились об удобстве пользователей и подготовили готовый набор реагентов и планшетов для определения каждого компонента. И все, что Вам необходимо делать, это четко следовать инструкции в упаковке набора для определения. Ну и приобрести ридер для считывания результатов)

Ключевые преимущества ИФА

• Стандартизированная процедура тестирования для получения качественных результатов
• Непревзойденная чувствительность и специфичность к целевому анализу
• Стабильные, надежные и воспроизводимые тест-наборы
• Простой, быстрый и экономически эффективный метод тестирования

А вот еще одно преимущество. Методом ИФА можно определять микотоксины, аллергены, остатки антибиотиков, некоторые витамины и патогены.

Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР)

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – еще один популярный метод выявления и определения генетически модифицированных организмов (ГМО) в образцах пищевых продуктов и кормов.

Принцип метода состоит в том, что ПЦР амплифицирует специфические последовательности ДНК, присутствующие в образце, что позволяет выявить и количественно оценить ГМО. В основе метода – использование специфических праймеров, которые закрепляются на целевых последовательностях ДНК, а также фермента ДНК-полимеразы для синтеза новых цепей ДНК.

Процедура состоит из таких этапов:

• Выделение нуклеиновых кислот из образца. ДНК выделяют из образца пищевого продукта или корма с помощью соответствующего метода экстракции. Этот этап экстракции имеет решающее значение для изоляции целевой ДНК из матрицы образца и удаления потенциальных ингибиторов, которые могут препятствовать амплификации ПЦР.
• Создание праймеров. Специфические праймеры предназначены для присоединения к уникальным последовательностям ДНК, которые характерны для каждого вида ГМО. Эти праймеры окружают целевой участок ДНК, который необходимо амплифицировать во время ПЦР.
• Амплификация. Реакционная смесь проходит серию температурных циклов в термоциклере (денатурация, репликация и т. д.). Эти циклы повторяются многократно (обычно 20–40 циклов), что приводит к экспоненциальной амплификации целевой последовательности ДНК.
• После амплификации ПЦР продукты анализируют с помощью гель-электрофореза. Продукты ПЦР разделяют по размеру, когда они мигрируют через агарозный гель под действием электрического поля. Фрагменты ДНК ожидаемого размера визуализируются при помощи красителя ДНК и УФ-света.
• Выявление и количественное определение. Присутствие и количество ГМО в образце определяют путем сравнения размера и интенсивности полос продуктов ПЦР с известными стандартами или контролями. Количественной оценки можно достичь с помощью количественной ПЦР (qPCR) способом измерения флуоресценции, излучаемой при амплификации в режиме реального времени.

Достоинствами метода ПЦР являются высокая чувствительность, специфичность, возможность автоматизации определения.

Итоговое сравнение методов

Чувствительность и специфичность

ПЦР обеспечивает высокую чувствительность и специфичность, позволяя выявлять низкие уровни ГМО с минимальной перекрестной реактивностью с нецелевой ДНК. ИФА также обеспечивает высокую чувствительность и специфичность, особенно при оптимизации специфическими антителами к целевому ГМО.

Тест-полоски в большинстве своем имеют чувствительность ниже по сравнению с ПЦР и ИФА, что делает их более пригодными для качественного, а не количественного анализа.

Скорость проведения анализа

ПЦР обычно занимает три-четыре часа, включая этапы экстракции и амплификации ДНК.ИФА можно выполнить за несколько часов, что делает его относительно быстрым по сравнению с ПЦР.

Тест-полоски дают быстрые результаты обычно в течение нескольких минут, благодаря чему пригодны для тестирования на месте и быстрого скрининга.

Стоимость

ПЦР-метод может быть дороже по сравнению с ИФА и тест-полосками, прежде всего из-за потребности в специализированном оборудовании, реагентах и квалифицированном персонале.

ИФА преимущественно более экономически эффективен, чем ПЦР, поскольку требует меньше специализированных реагентов и оборудования.

Тест-полоски часто становятся наиболее экономически выгодным вариантом, поскольку для анализа нужно минимальное оборудование.

Нужна помощь в определении оптимального для Вас метода? Обращайтесь к нашим экспертам за консультацией!

Ирина Кирина,

куратор отраслевых экспертов ХЛР