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基于跨越式滚环等温扩增技术的牛肉及其制品中马肉与猪肉掺假精准检测研究

一、引言

1.1研究背景与意义

随着人们生活水平的提高，肉类及其制品在日常饮食中的占比逐渐增加，其质量与安全问题也愈发受到关注。然而，受经济利益驱使，肉类掺假现象屡禁不止，严重威胁食品安全与消费者权益。例如，在2013年欧洲爆发的“马肉风波”中，大量以马肉冒充牛肉的食品流入市场，涉及多个知名品牌和众多国家，引发了消费者的极大恐慌，对欧洲乃至全球的肉类行业都造成了巨大冲击。又如在国内，辽宁等地多次查处用马肉冒充驴肉的案件，一些不法商家为追求高额利润，将价格相对较低的马肉当作驴肉销售，不仅损害了消费者的经济利益，也对消费者的健康构成潜在威胁。

肉类掺假不仅影响消费者对食品安全的信任，还扰乱了正常的市场秩序，阻碍了肉类行业的健康发展。准确、快速地检测肉类及其制品中的掺假成分，成为保障食品安全和维护市场秩序的关键。传统的肉类掺假检测方法，如感官检验、理化检验等，存在主观性强、灵敏度低、检测周期长等问题，难以满足现代食品安全检测的需求。因此，开发高灵敏度、快速、准确的肉类掺假检测技术迫在眉睫。

本研究旨在利用跨越式滚环等温扩增技术，建立一种高效的牛肉及其制品中马肉和猪肉掺假的检测方法。该技术具有等温扩增、灵敏度高、特异性强等优点，能够在较短时间内实现对微量目标DNA的大量扩增，为肉类掺假检测提供了新的思路和方法。通过本研究，有望提高肉类掺假检测的准确性和效率，为保障食品安全、维护消费者权益提供有力的技术支持，同时也为肉类行业的健康发展和市场监管提供科学依据。

1.2国内外研究现状

在肉类掺假检测领域，国内外学者进行了大量研究，开发了多种检测技术。早期的感官检验和理化检验方法，主要依靠检验人员的经验和简单的化学试剂进行检测，准确性和可靠性较低。随着科技的发展，分子生物学技术逐渐应用于肉类掺假检测，如聚合酶链式反应（PCR）技术、环介导等温扩增技术（LAMP）等。

PCR技术是目前应用最广泛的肉类掺假检测技术之一，它能够特异性地扩增目标DNA片段，通过电泳检测扩增产物来判断样品中是否存在掺假成分。实时荧光定量PCR技术还能实现对掺假成分的定量检测，具有灵敏度高、特异性强等优点。然而，PCR技术需要昂贵的仪器设备，对实验条件要求严格，检测过程较为繁琐，不适用于现场快速检测。

LAMP技术是一种等温扩增技术，能够在恒温条件下快速扩增DNA，具有操作简单、反应速度快、灵敏度高等优点。该技术已被应用于多种肉类掺假检测，取得了较好的效果。但是，LAMP技术也存在一些不足之处，如引物设计复杂、易出现非特异性扩增等。

跨越式滚环等温扩增技术（SRCA）是一种新型的等温扩增技术，它结合了滚环扩增和分子信标的优点，能够实现对目标DNA的特异性扩增和检测。该技术具有灵敏度高、特异性强、操作简单、反应速度快等优点，在病原体检测、基因突变检测等领域展现出良好的应用前景。目前，SRCA技术在肉类掺假检测方面的应用研究还相对较少，尤其是在牛肉及其制品中马肉和猪肉掺假检测方面，尚未见系统的研究报道。

综上所述，虽然目前已经有多种肉类掺假检测技术，但每种技术都存在一定的局限性。SRCA技术作为一种新兴的等温扩增技术，具有独特的优势，有望为牛肉及其制品中马肉和猪肉掺假检测提供更有效的解决方案。本研究将针对SRCA技术在肉类掺假检测中的应用展开深入研究，旨在建立一种快速、准确、灵敏的检测方法，填补该领域的研究空白，为肉类掺假检测技术的发展做出贡献。

二、跨越式滚环等温扩增技术原理与特点

2.1技术原理剖析

跨越式滚环等温扩增技术（SRCA）是一种基于DNA复制原理的等温核酸扩增技术，其反应过程主要包括引物与模板结合、DNA合成、链置换等关键步骤。

在引物与模板结合阶段，首先需要针对目标DNA序列设计一对特异性引物。这对引物分别与目标DNA双链上的特定区域互补结合。引物的设计至关重要，其特异性直接影响到扩增结果的准确性。引物的长度、碱基组成以及与目标序列的互补程度等因素都需要经过精确的计算和优化，以确保引物能够准确地识别并结合到目标DNA上，避免与非目标序列发生非特异性结合。

当引物与模板成功结合后，在具有链置换活性的DNA聚合酶的作用下，DNA合成过程启动。DNA聚合酶以引物为起点，以dNTP为原料，沿着模板DNA的3-5方向进行DNA链的延伸。在延伸过程中，DNA聚合酶不断地将dNTP添加到引物的3-OH末端，使得新合成的DNA链逐渐增长。由于DNA聚合酶具有链置换活性，它在合成新DNA链的同时，能够将与模板DNA结合的原有互补链置换出来。这种链置换活性是SRCA技术区别于其他一些