原位合成基因芯片：同时检测鲜切哈密瓜和生菜上的多种致病菌

传统的基因芯片(DNA微阵列)包含一些针对目标病原体毒力基因编码序列的探针。当仅针对基因组的一个区域时，食源性病原体的鉴定不再被认为是可靠的。

原位合成微流控芯片在1.4 cm2内包含3968个探针位点(128行×31行)。根据来自鼠伤寒沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌和大肠杆菌O157:H7的PCR扩增子的长度和区域设计平铺阵列探针(长度为25 bp)，相邻的探针序列被单个碱基分开。

在靶基因筛选时共获得3227个探针，在一个优化的杂交系统中，作者设计了一种Tiling array probes来靶向选定的基因。从3227个杂交探针中筛选出141个特异性探针，其中单核细胞增生李斯特菌26个，金黄色葡萄球菌24个，大肠埃希菌O157:H7 25个，T型沙门菌20个，V型沙门菌46个。

在原位合成基因芯片上加入25µl PCR扩增产物(200 ng/µl)和25µl杂交缓冲液的混合物。随后，在40℃杂交18小时，在40℃洗涤，并在液相色谱科学的流体学站进行染色。杂交缓冲液(1 ml)以500 µl/min的速度冲洗芯片20分钟。使用GenPix 4000B扫描仪扫描阵列芯片(分子设备/Axon)。扫描像素大小为10mm。使用532nm通道收集信号。

使用原位合成的基因芯片检测接种到鲜切哈密瓜和鲜切生菜中的病原菌：通过菌落计数测定，鲜切哈密瓜上EC O157:H7、LM、SA、ST和VP的数量分别为3.05、2.19、2.02、3.12和3.35 log cfu/g，在带有EC O157:H7、ST和VP特异性探针的区域发现了强信号值，低信号值出现在含有LM和SA特异性探针的区域;鲜切生菜上EC O157:H7、LM、SA、ST和VP的数量分别为3.75、2.77、3.34、3.27和3.35对数cfu/g。在鲜切生菜上的所有五种致病菌的特定探针上观察到强烈、规则和明显的信号。

原位合成基因芯片检测鲜切果蔬上的五种食源性致病菌。(A)鲜切哈密瓜。(B)鲜切生菜。

在与食源性病原体相关的食物中毒爆发的情况下，原位合成基因芯片的检测能够提供全面的数据和策略，从而对患者进行合适的治疗，并鼓励快速召回被污染的食物。该方法扩增信号强，准确度高。五个目标病原体的检测极限鲜切哈密瓜和生菜大约是3 log cfu/g ，检测时间为24 h。

参考文献：Sarengaowa, Hu W, Feng K, Jiang A, Xiu Z, Lao Y, Li Y, Long Y. An in situ-Synthesized Gene Chip for the Detection of Food-Borne Pathogens on Fresh-Cut Cantaloupe and Lettuce. Front Microbiol. 2020 Feb 5;10:3089.