生物也有條形碼？科學家們是如何發現生物自帶的識別系統、并實現人工檢測的？近日，記者從中國農業科學院獲悉，該院相關科研團隊解決了生物條形碼DNA鏈、載體蛋白與納米材料標記的科學難題，實現了對農藥等小分子化合物的超高靈敏檢測。該研究由中國農科院農業質量標準與檢測技術研究所農業化學污染物殘留檢測及行為創新團隊完成，相關科研成果發表在《食物化學（Food Chemistry）》等期刊上。
什么是生物條形碼？
2003年，美國西北大學的查德·蒙坎院士提出“生物條形碼（Bio- barcode）”的研究方法。區別于植物學、生態學上廣義的條形碼概念，這里的生物條形碼一般指“DNA條形碼”，是指標準的、有足夠變異的、易擴增且相對較短的DNA片段，實驗時通常使用堿基序列為48-68之間的寡核苷酸鏈。
團隊科學家金茂俊介紹，生物條形碼作為標記物質可充分發揮現有分子生物學技術對DNA鏈的高靈敏定性定量特性，提高免疫分析方法的靈敏度。原有的方法只能應用于蛋白等大分子物質的檢測。因此，小分子化學污染物的高靈敏和多殘留檢測一直是國際免疫分析界研究的熱點與難點。
研究如何進行？
當前，國際社會在農藥、環境污染物、生物毒素、食品安全等領域的檢測要求逐漸嚴格，對檢測靈敏度的要求也在不斷提高，生物條形碼技術的應用前景廣闊。
研究首次構建了生物條形碼免疫競爭反應模式，具有很大的創新意義。競爭反應模式通過半抗原和檢測目標物競爭抗體的原理實現了檢測的高靈敏度。
據金茂俊介紹，研究中有兩個載體，一個是13納米的膠體金分子，另一個是磁性納米粒子。在膠體金納米粒子上偶聯抗體與標記用條形碼，在磁性納米粒子上偶聯載體蛋白連接半抗原，通過免疫競爭反應，建立回歸方程來判斷結果。
研究將生物條形碼免疫競爭反應模式與熒光定量PCR、數字PCR、蛋白芯片、納米酶等DNA定量、人工模擬酶技術相結合，率先將生物條形碼免疫分析方法應用于農藥等小分子化合物的檢測，實現了該方法對蛋白等大分子物質、農藥等小分子物質檢測的全覆蓋，檢測靈敏度較經典免疫分析方法提高8-78倍。
研究同時基于熒光探針、DNA-RNA熒光猝滅等標記體系，構建了可實現對三唑磷、對硫磷、毒死蜱等農藥同時檢測的多殘留免疫分析方法。
該研究為實現對食品與環境中其他小分子化學污染物的超痕量分析奠定了基礎，該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃課題等的連續資助。
下一步，研究的目標是穩定靈敏度、實現多殘留檢測、簡化檢測方法，使以該方法為原理的檢測手段能在更多實踐領域被應用。
