一种区分转基因玉米和非转基因玉米的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种区分转基因玉米和非转基因玉米的检测方法，采用太赫兹（THZ）检测的方式，对转基因与非转基因玉米压片样本进行了扫描，获取了转基因玉米和非转基因玉米的太赫兹（THZ）吸收谱。在扫描得到的太赫兹吸收谱中，通过观察玉米样本的扫描结果图，取颜色最深、特征最明显的8到10个样本点，并取它们的平均值，绘制各个品种玉米样本的太赫兹吸收谱。然后经预处理得到THZ频域谱，通过LS—SVM、BPNN、RF方法在matlab中对数据进行建模分析比较，从中找到一个最优的模型，以此来准确的区分转基因与非转基因玉米。本发明专利技术解决了目前检测转基因产品的高成本传统破损式化学检测方法制样繁琐、检测时间长、需要专业人员操作的问题，本发明专利技术THZ检测方法具有无损、效率高、快速等特点，可应用于区分转基因玉米和非转基因玉米的检测。

A method of distinguishing between genetically modified corn and non GMO Maize

The invention discloses a method for detecting and differentiating transgenic maize non GM maize, using terahertz (THZ) detection method of transgenic and non transgenic maize tablet samples scanning, get the GM and non GM maize terahertz (THZ) absorption spectrum. In the Terahertz Absorption spectrum scanning, observation by scanning the maize samples map, 8 to 10 points of the most obvious characteristic of the color, the deepest, and taking their averages, drawing each sample of the maize varieties of Terahertz Absorption spectrum. After pretreatment of THZ frequency spectrum, by LS - SVM, BPNN, RF in the MATLAB method to analyze the data of comparative modeling, find an optimal model in order to distinguish between transgenic and non transgenic maize accurately. The invention solves the problem of high cost of traditional detection of genetically modified product damage type chemical detection method of sample preparation is tedious, long detection time, need a professional operation of the problem, the invention of THZ detection method is nondestructive, high efficiency, fast and other characteristics, can be used to distinguish between transgenic and non GM maize.

【技术实现步骤摘要】
一种区分转基因玉米和非转基因玉米的检测方法
本专利技术涉及转基因产品的检测方法，具体涉及的是利用THZ检测的方法，比较转基因玉米与非转基因玉米的吸收峰的差异，进一步通过LS—SVM、BPNN、RF建模的方法，从而区分出不同品种玉米的检测方法。
技术介绍
由于转基因技术的发展，人们对转基因食品的安全问题尤为关注，由此带来的一系列的对于研究转基因食品的准确、快速检测的方法。因此，近年来对于转基因食品的检测一直是农业工程领域的研究热点。目前对于转基因作物的检测方法主要有蛋白质印迹法、ELISA检测法、PCR检测法等。蛋白质印迹法用聚苯乙烯反应板作为固相载体，它是让目标蛋白特异性的非标记性抗体与目标蛋白中的相关抗原结合在一起，再检测已结合上去的抗体。这种方法研究的难度大，成本较高，不适用于大批量的检测。ELISA检测的原理是将待检测的样品中的目标蛋白与固相载体表面的相关抗体发生反应，加入和酶反应的相关的底物之后，底物被催化转变成为有颜色的物质，通过一系列的反应，可以检测出待检测的物质中是否含有转基因成分。这种方法存在有一些问题：很难找到目标蛋白，待测物质中包含有复杂的基质，这些物质对检测结果的准确性、精确性会产生很大的影响，而且只适用于未经过加工处理过的原材料。PCR检测技术的检测的主要原理是通过对于目标序列进行扩增，再通过相应的方法来检测扩增之后的产物。综上所述，现有技术对于转基因作物的检测大多都是对于DNA和蛋白质的检测，这些方法对于作物本身具有破坏性，且成本高、检测方法制样繁琐、检测时间长、需要专业人员操作的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种区分转基因玉米和非转基因玉米的检测方法，以实现无损检测、提高检测效率，实现快速检测，并简化操作。为了解决上技术问题，本专利技术采用太赫兹时域谱探测系统对转基因和非转基因玉米样本进行检测，得到转基因和非转基因玉米的吸收太赫兹谱，通过比较吸收谱的差异，区分转基因与非转基因玉米，具体技术方案如下：一种区分转基因玉米与非转基因玉米的检测方法，其特征包括以下步骤：步骤一，研磨处理：将非转基因玉米颗粒放入高通量组织球磨仪的两个半球内，进行粉碎，充分研磨后得非转基因玉米粉样本；步骤二，干燥处理：将所述的非转基因玉米粉样本和购得的粉末状转基因玉米样本分别放入不同的真空干燥箱中进行充分干燥，得到干燥的非转基因玉米粉样本和干燥的转基因玉米粉样本；步骤三，压片处理：将所述干燥的转基因玉米粉和干燥的非转基因玉米粉置于压片机模具上，对压片机施加15KN的力，得到压片样本即非转基因玉米压片样本和转基因玉米压片样本；步骤四，将所述转基因玉米压片样本和非转基因玉米压片样本放置于太赫兹时域光谱探测系统的检测台上，并对实验台抽真空；步骤五，在所述太赫兹测量系统中输入转基因玉米压片样本和非转基因玉米压片样本的测量参数，使得太赫兹测量系统的扫描面积将所有待测样本完全包含，同时保证测量的精度；步骤六，设置测量条件，使得设置的测量样本厚度与实际样本厚度相一致，从而保证实验所测数据的准确性；步骤七，设置太赫兹对样本扫描的频率范围和分析方式；步骤八，对太赫兹检测台进行背景扫描，用以排除背景对样本扫描结果的影响；步骤九，然后再分别对所述压片样本进行扫描，获得样本太赫兹吸收谱，即转基因玉米压片样本太赫兹吸收谱和非转基因玉米压片样本太赫兹吸收谱；步骤十，对所得样本太赫兹吸收谱进行预处理，从中找到一个最优的方案，以此来准确地区分出转基因玉米与非转基因玉米。所述步骤一具体为：将非转基因玉米颗粒放入高通量球磨仪(GT100)的两半球内，然后将两半球夹紧，对非转基因玉米颗粒进行粉粹，设置球磨仪转速为1006rpm，研磨时间0.4min。步骤二中：真空干燥箱为D2G-6020；干燥处理温度为60℃，时间12h。步骤三中：所述压片机模具的直径是12mm，压出的压片样本厚度为1.5mm，对压片机施加15KN的力。所述步骤五中：在扫描平面内，在x、y轴方向扫描步长均为3mm，扫描10×10个点，整个扫描面积为30×30mm。所述测量样本厚度设置为1.5mm。所述太赫兹测量系统对样本扫描的频率范围为0.3~4THZ，分析方式为吸收谱。所述步骤八在设定的测量范围内，对太赫兹检测台背景进行扫描；所述步骤九具体为：在样本台内按纵横方向放置待测量的压片样本，压片样本之间保留间隙不小于5mm，单次扫描放置的压片样本个数是3个，对压片样本进行扫描得到转基因玉米压片样本太赫兹吸收谱和非转基因玉米压片样本太赫兹吸收谱。所述步骤十具体为：观察分析得到的太赫兹吸收谱，取颜色最深、特征最明显的8到10个样本点，取它们的平均值，绘制各个品种玉米样本的太赫兹吸收谱，观察它们太赫兹吸收谱的特征，通过LS—SVM、BPNN、RF方法在matlab中对数据进行建模分析比较，从中找到一个最优的模型，以此来准确的区分转基因玉米与非转基因玉米。本专利技术具有有益效果。本专利技术在粉碎过程中破坏样本的外形但没有破坏转基因和非转基因玉米的化学成分，不用借助传统的化学反应，无需对样本内部的DNA和蛋白质进行分析，借助THZ检测技术，可以获取转基因玉米和非转基因玉米的吸收太赫兹谱。通过对吸收太赫兹谱的分析，可以比较出不同种类的玉米的。本专利技术提供了一种利用THZ探测技术对转基因和非转基因玉米的测量方法。其原理是通过太赫兹波被聚焦元件聚焦到样品的某一点上，收集元件则将透过样品(或从样品反射)的THz波收集后聚焦到THz探测元件上。THz探测元件将含有位置信息的THz信号转化为相应的电信号，图像处理单元将此信号转换为图像，再通过分析图像信息可以区分转基因作物。对于太赫兹检测技术，它具有穿透力强、非接触、无损伤、无需液体介质，及其对于周围环境温度不敏感等特点，无需对检测样品的化学成分进行破环就可以区分出转基因与非转基因。THZ检测技术的优点在于简单快速，检测过程不会破坏样本的化学成分，无须通过化学反应来区分转基因与非转基因样本，而且检测过程不会损害被测对象的使用性能。目前，太赫兹检测技术主要应用于安全检查、生物医学应用、环境检测、制药、农产品及食品等诸多领域，它还可以用于非金属材料特性和缺陷检测中，但没有看到在对于使用太赫兹方法来区别转基因玉米与非转基因玉米的报道。附图说明图1是本专利技术测量原理示意图；图2是本专利技术数据采集和分析的主要流程图；图3是本专利技术玉米样本扫描结果图；图4是本专利技术中所用品种的玉米的吸收太赫兹谱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细描述。本专利技术具体实施方式中所采用的太赫兹时域太赫兹谱探测系统是TAS7400TS型，利用太赫兹时域太赫兹谱探测系统对转基因与非转基因的玉米进行扫描，采集到转基因和非转基因玉米的THZ光谱，这里我主要分析了吸收光谱，通过观察吸收光谱来区别出转基因与非转基因玉米。本专利技术于2016年10月至2016年12月在江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室中进行实验。为确保使用的非转基因玉米是不掺杂有别的成分，因此购买的非转基因玉米都为种子，后期需要自行研磨成粉末。非转基因玉米种子都购买于寿光市春花秋实种业，它们的品种选用五彩甜糯玉米、脆甜水果玉米、超甜水果玉米、银香糯玉米、糯玉米和紫糯玉米。转基因玉米品种是从深圳卓越生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区分转基因玉米与非转基因玉米的检测方法，其特征包括以下步骤：步骤一，研磨处理：将非转基因玉米颗粒放入高通量组织球磨仪的两个半球内，进行粉碎，充分研磨后得非转基因玉米粉样本；步骤二，干燥处理：将所述的非转基因玉米粉样本和购得的粉末状转基因玉米样本分别放入不同的真空干燥箱中进行充分干燥，得到干燥的非转基因玉米粉样本和干燥的转基因玉米粉样本；步骤三，压片处理：将所述干燥的转基因玉米粉和干燥的非转基因玉米粉置于压片机模具上，对压片机施加15KN的力，得到压片样本即非转基因玉米压片样本和转基因玉米压片样本；步骤四，将所述转基因玉米压片样本和非转基因玉米压片样本放置于太赫兹时域光谱探测系统的检测台上，并对实验台抽真空；步骤五，在所述太赫兹测量系统中输入转基因玉米压片样本和非转基因玉米压片样本的测量参数，使得太赫兹测量系统的扫描面积将所有待测样本完全包含，同时保证测量的精度；步骤六，设置测量条件，使得设置的测量样本厚度与实际样本厚度相一致，从而保证实验所测数据的准确性；步骤七，设置太赫兹对样本扫描的频率范围和分析方式；步骤八，对太赫兹检测台进行背景扫描，用以排除背景对样本扫描结果的影响；步骤九，然后再分别对所述压片样本进行扫描，获得样本太赫兹吸收谱，即转基因玉米压片样本太赫兹吸收谱和非转基因玉米压片样本太赫兹吸收谱；步骤十，对所得样本太赫兹吸收谱进行预处理，从中找到一个最优的方案，以此来准确地区分出转基因玉米与非转基因玉米。...

【技术特征摘要】
1.一种区分转基因玉米与非转基因玉米的检测方法，其特征包括以下步骤：步骤一，研磨处理：将非转基因玉米颗粒放入高通量组织球磨仪的两个半球内，进行粉碎，充分研磨后得非转基因玉米粉样本；步骤二，干燥处理：将所述的非转基因玉米粉样本和购得的粉末状转基因玉米样本分别放入不同的真空干燥箱中进行充分干燥，得到干燥的非转基因玉米粉样本和干燥的转基因玉米粉样本；步骤三，压片处理：将所述干燥的转基因玉米粉和干燥的非转基因玉米粉置于压片机模具上，对压片机施加15KN的力，得到压片样本即非转基因玉米压片样本和转基因玉米压片样本；步骤四，将所述转基因玉米压片样本和非转基因玉米压片样本放置于太赫兹时域光谱探测系统的检测台上，并对实验台抽真空；步骤五，在所述太赫兹测量系统中输入转基因玉米压片样本和非转基因玉米压片样本的测量参数，使得太赫兹测量系统的扫描面积将所有待测样本完全包含，同时保证测量的精度；步骤六，设置测量条件，使得设置的测量样本厚度与实际样本厚度相一致，从而保证实验所测数据的准确性；步骤七，设置太赫兹对样本扫描的频率范围和分析方式；步骤八，对太赫兹检测台进行背景扫描，用以排除背景对样本扫描结果的影响；步骤九，然后再分别对所述压片样本进行扫描，获得样本太赫兹吸收谱，即转基因玉米压片样本太赫兹吸收谱和非转基因玉米压片样本太赫兹吸收谱；步骤十，对所得样本太赫兹吸收谱进行预处理，从中找到一个最优的方案，以此来准确地区分出转基因玉米与非转基因玉米。2.根据权利要求1所述一种区分转基因玉米与非转基因玉米的检测方法，其特征在于所述步骤一具体为：将非转基因玉米颗粒放入高通量球磨仪(GT100)的两半球内，然后将两半球夹紧，对非转基因玉米颗粒进行粉粹，设置球磨仪转速为1006rpm，研磨时间0.4min。3.根据权利要求1所述一种区分转基因玉米与非转基因玉米的检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青林，黄云林，张晓东，毛罕平，左志宇，倪纪恒，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32