南京大学化学化工学院分析化学学科主任 许丹科

相较于传统的光谱、色谱、质谱、电化学等分析方法，生物分析法具有检测周期短、通量高、操作简单、对大型设备依赖低等优势，特别适合企业常规批量检测和筛查。然而，其局限性在于可能存在极少数假阳性结果，阳性样本需进一步验证，且对抗原抗体等测试材料有较高需求。为应对这些挑战，科学家将目光聚焦于生物芯片技术。

生物芯片是一种将大量生物样品有序固化于支持物表面，形成密集二维排列微型器件的快速检测设备，能够对生物分子、细胞和组织中的靶分子进行快速并行处理和分析。其最大特征在于高通量、体积小、集成化和信息丰富。在农产品和食品检测领域，生物芯片的主角是基因芯片和蛋白质芯片。基因芯片在食源性致病微生物快速检测、动物疫病病原菌检测、食物过敏原检测和转基因食品检测中发挥重要作用；而蛋白质芯片则主要应用于兽药残留检测、非法添加剂、生物毒素、食物过敏原检测和致病微生物检测。

生物芯片可分为三类：低密度芯片适用于有限目标的日常性检测；组学芯片（如基因组学芯片）具有高通量特点，一个芯片上可包含上千或上万个靶点；高通量生物芯片采用类似96孔板的载体，实现多个靶标检测，兼具通量和平行性。

许丹科重点介绍了其在南京大学生命分析化学国家重点实验室的可视化生物芯片研究成果。可视化生物芯片作为可替代ELISA的新技术，采用自行合成的纳米显色液和免疫竞争法，主要优势在于可同时检测96个样本，每个样本可检测几个到十几个指标。微量化设计使得一滴样本即可满足检测需求，芯片体积小，仅需90秒即可自动读取并可视化。对于SEM、AOZ、AMOZ、AHD四种检测项目，检测限均小于或等于国标方法，且成本显著降低，通量更高，适用于企业日常大量筛查。

生物技术与仪器分析的结合，作为食品与农产品检测技术的一种趋势，具有良好的应用前景。未来，生物芯片不仅限于实验室和科研院校，还有望在广大的工业生产领域检测中崭露头角，成为不可替代的技术。