指纹识别仪

对于食品行业来说，什么问题都不如安全来得重要。而如果想要知道食用的东西是否安全，产品的来源追溯就显得特别关键。日前，在新西兰的创新者颁奖典礼上，一种可以追溯奶源的新技术——牛奶指纹识别受到了广泛的关注。对于人类来讲，识别不同的人最常用的技术就是指纹。现如今，人类的指纹识别应用已经非常普遍，连小小的手机都已经开始用指纹来解锁，更别提短期出国也被要求采集指纹。但是，对于想要知道自己吃的东西和喝的牛奶从何而来怎么确定呢?牛奶指纹识别就是针对这种对于奶源追溯问题的技术。简言之，牛奶指纹识别技术通过光分析和精密计算准确获取牛奶成分的详细信息。　　新西兰是奶业大国，奶业的安全对于这个国家支柱行业来讲至关重要。因此，新西兰耗资两百多万新西兰元，耗时5年来研究这项技术。恒天然集团的杰瑞米希尔(Jeremy Hill)博士和史蒂夫霍尔罗伊德(Steve Holroyd)博士与设备制造商Foss公司在这项技术的研发上紧密合作了几年。后来，农业专家布里奇特麦克莱恩(Bridget McLean)先生也加入了研发小组。此外，恒天然也曾与丹麦乳业集团Arla食品公司合作研发过一段时间。　　这项技术使用光谱仪对牛奶进行检测，它射出的光扫过牛奶样本时，一些光会被牛奶的不同成分所吸收，而另一端留下的光谱就是“牛奶指纹”。随后，检测员会采用先进的精密计算方法来分析其牛奶成分。为了保障食品安全，通常的检测都是抽样式的，牛奶指纹技术可节约超过99%的检测成本，同时大幅度缩短检测时间。具体到奶业，之前有些检测时间长达几天甚至几个星期，而通过牛奶指纹识别技术，人们可以在几秒钟内检测数以百计的样品，这大大缩短检测时间并节约成本。因此，这项技术带来的益处远不止于保障乳品的质量和安全性。　　牛奶的成分会因为季节、牧场和所在区域的不同而有所变化。有些牛奶更适合加工成某种特定产品 那些适合加工成高品质超高温灭菌牛奶的牛奶成分不同于那些适合加工成黄油的牛奶成分。借助这项技术，人们可以把装运更适合加工成超高温灭菌产品的牛奶的奶罐车分配到一个工厂，而把装运另一种牛奶的奶罐车分配到黄油加工厂。牛奶指纹识别技术可以快速提供每个牧场出产的牛奶信息，与奶罐车的精密调度系统相结合，可以将牛奶运往相应的生产基地，以确保每一滴牛奶价值最大化。　　牛奶指纹识别技术开发的部分资金来自一个名为“转化乳品价值链”的项目。该项目是由新西兰初级产业部、恒天然和新西兰乳业协会(DairyNZ)联手成立的初级成长伙伴项目，旨在开发新产品、提高牧场生产效率、减少对环境的影响并加强农业教育。在日前举行的新西兰创新者颁奖典礼上，恒天然研发团队凭借牛奶指纹识别技术获得“卓越创新研发大奖”。

随着科技的发展，越来越多的生物学技术被应用于我们的日常领域。如手机的指纹解锁或指纹识别，马云在汉诺威CeBIT展会上演示的蚂蚁金服Smile to Pay扫脸技术，以及日前雅虎研究实验室公布的&ldquo Bodyprint&rdquo 的技术。如今，生物学技术被再次应用到科技领域。近日，英国苏黎世大学最新研究成果表明，一种全新的非侵入式检测方式：指纹识别检测技术可探查体内是否含有可卡因。新非侵入式检测方式 指纹识别能检测可卡因　　可卡因在人体代谢后有两种常见产物benzoylecgonine(苯甲酰)和methylecgonine(甲基爱康宁)，可在血液、尿液和汗液中，可通过电喷雾解吸电离(DESI)技术检测到。　　由于代谢产物在汗液中的挥发速度要快于血液和尿液，因此将来有一天，我们可以通过法律手段检测到被检测人是当天摄入可卡因，还是几天前摄入可卡因。　　Melanie Bailey该项目的研发主管说：&ldquo 我们可以区分开被检测人是接触过还是摄入过可卡因。因为可卡因的代谢产物，短时间内是不可能从身体中消除的，将来可以利用指纹和汗液来检测。&rdquo 　　该研究尚处于开始阶段，整个项目组正在搜集相关数据，以便将来可以展开有效测试。该项目成员对这项技术的成功非常有信心，预计此项技术将在20年内被获批使用。

自上世纪80年代首次作为法医工具以来，DNA分析已成为刑事审判中证据分析的金标准。早期的法医科学家使用限制性片段长度多态性(RFLP)分析来比较犯罪嫌疑人的图谱。而最近，核酸纯化和扩增技术的改进让人们更容易从较少的样本材料中获得可靠的DNA图谱。新一代测序(NGS)技术正在鉴定出新的靶点，它们将产生更加特异的标记，并通过集中式数据库收集和共享这些数据。　　指纹识别　　由于简便，PCR非常适合法医分析，因为它带来了极致的检测灵敏度，并且能够快速生成基因型，让研究人员在几小时内确定或排除嫌疑人。然而，那些处理样本的人或犯罪现场中其他人的污染，可能使结果难以解释。DNA量有限，这也是个问题。　　澳大利亚弗林德斯大学的Jennifer Templeton和Adrian Linacre最近解决了这些问题1。在《BioTechniques》上发表的研究中，他们利用直接PCR来分析所采集指纹拭子的DNA。这回，他们分析的是短串联重复序列(STR)。&ldquo DNA总是潜伏在你看不见的地方，比如门把手、刀柄等。目前，即使你采用最好的方法来提取DNA，也会损失80%，这样你就没有足够的模板来做任何事情。唯一的方法是增加循环数，但许多实验室不喜欢这样做，&rdquo Linacre谈道。　　有些人也正通过增加循环数来扩增指纹DNA，不过这容易引入错误，造成靶点的错误检测以及杂合子中靶点的过度扩增。Templeton和Linacre决定对指纹拭子的DNA进行直接PCR，这些指纹来自34名志愿者的5个手指。他们发现，利用ProfilerPlus和NGM Select STR分型试剂盒，170个拭子中有71%能产生可解释的STR图谱。生物通 www.ebiotrade.com　　Linacre的这个想法来源自他们之前的工作，从人的头发中产生STR图谱。&ldquo 如果你能拿到头发顶端的2 mm，那么每根头发都能产生完整的图谱。这让我想到，我们也可以试试指纹，&rdquo 他说。　　Linacre的小组利用带正电荷的拭子来采集带负电荷的DNA。这种方法很有效，让研究人员并不需要提取DNA。他们只需要将拭子上的纤维放入PCR管中，并按照建议的PCR循环数来生成STR图谱。　　&ldquo 我们选择这样做，是因为法医实验室目前正使用商业化的试剂盒，这会比较容易实现，&rdquo Linacre谈道。&ldquo 同时，这也减少了污染的可能性，并大大降低了成本。&rdquo 　　简单又优雅　　虽然Templeton和Linacre的技术算不上新颖，但其他的分子法医专家也看到了这种方法的优势。例如，北德克萨斯大学健康科学中心的Bruce Budowle提到，&ldquo 之前人们利用直接PCR来扩增血斑，循环数通常比较少，因为血液DNA较多。[Linacre]也采用同样的原理。对于样本量少的材料，如指纹，一旦你放入体积很小的溶液中，它就会浓缩很多。&rdquo 浓缩的样本减少了错误。　　加拿大皇家骑警队的Ron Fourney形容Templeton和Linacre的工作是&ldquo 老树开新花。但他们并不害怕冒险，而是勇敢尝试一些不同的东西。他们用Triton-X 100处理拭子上的指纹。不过他们成功的真正秘诀在于技术发展得如此之快。十年前甚至五年前，他们可能根本不会有结果。他们的方法简单又优雅，因为他们不需要纯化，这样在分析过程中损失宝贵DNA或引入外源DNA的风险就降低。&rdquo 他补充说，&ldquo 我认为直接PCR将会是今后许多法医DNA分析过程所采用的方式。&rdquo 　　未来的潮流?　　PCR对NGS而言必不可少，因为大多数平台依赖扩增的步骤。随着NGS的应用更加广泛，它必将成为法医实验室的核心部分，而直接PCR也将是联系犯罪现场样本和嫌疑人DNA之间的纽带。　　Budowle认为，临床测序不可能跨越PCR，成为法医学工具。&ldquo NGS有优势，但周转起来比较慢。&rdquo 不过，NGS在鉴定标记上很有价值，这将改善PCR在个性化上的潜力。　　Fourney认为NGS和PCR是取代性的技术。&ldquo 这是第一次，快速的基因组分析趋向于一种自动化的易用技术，且成本相对低廉，&rdquo 他说。他预计，不久以后测序整个基因组将变得比测序线粒体DNA标记或传统的STR分析更轻松、更快速，也更便宜。　　&ldquo 法医学未来面临的挑战将与临床诊断相似：我们有这么多的数据，我们要如何解释和关注最重要的?此外，还有许多竞争性和同样重要的要求，如隐私和信息安全，&rdquo Fourney指出。