简述人体工程学的研究方法范文

导语：如何才能写好一篇简述人体工程学的研究方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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引言

人体工程学研究的主要内容是人、人和物品、人和环境之间的关联，为了能够更好更高效的实现各种订立目标，为其提供科学的理论依据与定量依据。室内设计主要是通过对室内家具的陈设、组织的摆放、视觉环境的处理与物理环境的融合，以最大程度的满足人们对生产生活的要求，单从室内设计的角度来说，人体工程学主要研究的是人、人和物品、人和环境彼此之间的内在关联，但是室内设计是把这种内在联系外在化呈现，彼此间的关系是灵魂和外表的关系。但是实际情况不是这样子的，出现这种误解的原因主要是因为人们对人体工程学与室内设计的认识不足，另外一个则是人们对二者间的关联性理解不足。

人体工程学的基本参数

人体基础参数具体包含以下几个方面的内容，也就是人体组成结构、人体参照数据、人体工作范围和人的心理因素等。

1.人体尺度大小与不同地区人种间的差异

人体尺度大小所指的是某一个部分或者某一个整体的尺寸大小，其中有身高、臂长、肩宽和腿长等等多个部分的内容。全球各个范围内不同人种之间的生理尺寸之间有较大的差异。依照相关报道资料显示，荷兰人不仅男人个高，平均身高为182.5厘米，且女性身高也达170厘米，东方人到荷兰常常因为无法够到汽车的扶手手环而闹笑话。这些因素直接决定了各个不同地区的实用工具与用品尺寸之间的差异。

2.人体动作范围

室内设计过程中需要对尺寸大小有精准的把握，需要建立在不同空间与使用模式之下，从安全、高效、舒适的基准出发。人们在室内活动区域大小就是动作范围，使用各种测量计算方式测定的人体动作范围属于人体工程学研究的一项基础数据，而动作范围指的是人在运动状态下需要的活动空间，动态尺度与活动情景等与人体尺度有密切关联。

3.人们心理范围

人们对空间的满意程度，绝大程度上来源于心理空间。空间对人的心理影响程度很大，人的心理空间会随着人移动，同时还具有伸缩性。环境自身对人的心理会造成巨大影响，人长期在低矮、狭小、昏暗的空间中生活，会使得人心理产生负面情绪，外在表现便是压抑、燥虑、精神难以集中等等。

人体工程学应用在室内设计

1.室内光环境设计

人们从外部环境中所接受的信息中，超过80%来自光引发的视觉体验。所以打造一个舒适的光环境，是室内设计中的一项重要研究课题。室内采光主要分成了自然光与人造灯光。自然光不但对人们的视觉健康有更多的有利因素，而且人们可以从窗户向外看到室外的风光，而且自然光的采集有助于能源的节约。自然光采集的主要部件是窗户，窗户分成了天窗和侧窗，一般人们多见的天窗包括矩形天窗、水平天窗、锯齿形天窗和下沉式天窗集中。侧窗的窗型外形越宽，所获视野越广阔，越高光照的深度越大。一般在室内设计建设过程中出现较多的侧窗类型为落地窗和高台窗。落地窗可获得广阔的视野，能够和室外建立密切的联系，高台窗能够减少眩光的出现概率，同时可以给人带来一定安定感与私密感。具体的窗型设计需依照室内环境的具体表现特点确定。

人造灯光的设计就是使用各种人造光源特点，使用灯具造型设计与分布设计，营造一种特定的人工光环境。照明程度是判定室内光环境的一项重要标准。室内照明设计过程中的照度分布需要和人体工程学标准相适应，例如工作范围内，照明的均匀度需要保证在0.7lx以上；非工作区的照度相比工作区的照度要低一些。与此同时，室内的光照环境还需要确保有合适的亮度分布，一般被观察物体的亮度如果是邻近环境的三倍，会获得较好的视觉程度。

2.室内色彩设计

室内色彩的利用需要有助于让人们保持稳定的生活与工作情绪，同时满足空间内的各项使用功能要求，此项要求属于室内色彩设计的一般人机学要求。例如办公空间与居室色彩的利用会对人们的生活造成直接影响，例如使用纯度较低的灰色系能够给人舒适、安静的感觉。但是快餐店需要给人一种欢快、活泼的室内感觉，因此多用亮黄和红色，例如肯德基、麦当劳等。

使用不一样的色彩给人的心理感受都是不一样的，同时也会对人的身体健康产生不同影响。像是粉红色会给人一种舒适温柔的感觉，可是长时间在粉红色的环境中生活的话，会降低人的视力、听力，加快脉搏的跳动，所以居室设计过程中不宜大范围的使用粉红色。小空间使用白色会让人产生一种视觉宽敞感，可是孤独症患者与抑郁症患者不适宜长期在白色环境中生活。

3.室内声音环境设计

室内声音环境的设计，最主要的一项内容便是避免噪声的干扰，避免噪声的方法有很多，例如可以使用有隔音消声作用的楼板、门窗等，或者使用吸声板当成室内的墙面设计，除了这些常规方法，不一样的室内环境，对声音环境的要求也大不相同，例如在教室和演讲厅等室内，需要保证各个方位都有较好的语音清晰度；而在歌剧院、音乐厅等室内则要求能够得到优美动听的音质。这就需要声环境将室内空间的容积、室内房间的形体与室内席位数目等一同纳入考虑范围，依照他不同的室内空间功能要求，选择合适的处理方法，并且尽可能的将回声、声影与声聚焦的声音缺陷避免。

4人体工程学为家具设计提供的科学标准

人体的结构大小、人体的功能大小属于室内设计中的一项基础化参数与参照，也是满足使用功能的本质性要求。其直接决定了家具原始的表现形态、组合方式与室内空间大小等。同样的，在生理学方面的各项研究也为确保使用者的身心健康提供了必要的参数与制度指导。

人体工程学直接从家具和人、家具和物品之间的关系程度做衡量，但是把家具分成人体系类、准人体系类、建筑系类、能量系数类和装饰系类等等。这种区分标准不但在于重视家具和人、家具和物品的紧密程度，而且对设计程度也有较高的重视。

人体工程学将人们的工作、生活与学习行为分解成了各种不同的生活表现状态，而分列出了单独的一类生活系类，再比如对生活系类细化，可以得出生活系类中的各种表现形式，举个例子，依照人的各种姿势的不同表现性质、空间大小、眼高位置等，将人的各种姿势分别表示成立位姿势、坐位姿势、蹲靠位姿势和卧位姿势四种类型，依照姿势的各种不同形式可以为家具设计提供不同的科学参照标准。

1.家具设计基准点的确定

对基准点与基准面做正确选择属于家具设计中的前提与基础。人体工程学认为家具设计需要将坐位、立位等各种不同的基准点加入考虑范围，像是坐位使用的家具和桌椅等等需要使用坐位当成基准点。这主要是因为人们处于坐位时，眼高的位置、肘部的位置等都必须从坐骨结节位置开始计算才可以将其当成是设计的零点标高，但是不可以用无关的脚底位置当成参照标准。在桌面高度确定的过程中，也只可以把桌面到座骨结节点的距离当成衡量标准，而不能够是桌面到地面的整个高度。

2.明确家居设计的优化执行性能

例如人体工程学专家在对人睡眼状态做肌电图、脑电波、体压分布、出汗、睡姿等各个躯体状态做测量后，表示人们在睡眠的状态下，体感的舒适程度受制于人体压力分布，但是合理的压力分布又必须是人体感觉敏感程度承受压力小，人体感觉迟钝部位承受压力大。由此可以得出，软床垫的各个部位需要分配不同的弹力要求，这样也就改正了过去软床垫各个部位弹力一致的误区，确定了最优化床功能设计。

3.确定家具的最佳设计尺寸

人体工程学测量了各种有关人体各部位的尺寸，人体的肢体活动范围和人在接触某些家具的时候，体压的分布，肌肉、神经、血液与呼吸的反映情况等都不一样，从各个层面确定科学数据，以确定家具设计的最优尺寸。像是单人床宽度确定的时候，有研究报道显示窗宽50厘米时因为床窄，因此翻身次数减少，减少次数大约比90厘米宽的床少30%，降低睡眠质量，但是窗宽在70厘米至130厘米间时，差别不大。由此可知，单人床宽度的最低标准应该是70厘米，最好的宽度大小应该是90厘米。

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关键词：家用手电钻 设计创新 人因工程价值 行为记录与分析方法 易用性评估

中国分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）06-0024-04

1 家用手电钻的设计简述

手电钻是一种便携式小型钻孔工具，随着个性化、DIY在家庭装饰、装修中的兴起，手电钻成为了家中必备工具之一。许多女性、青少年、中老年用户也成为了手电钻的使用群体，使用现有的手电钻产品进行工作时，经常要求佩戴胶皮手套、防尘眼镜、胶布鞋等装备；在操作过程中需要注意钻头的旋转方向和进给方向；加工结束后不要立即接触钻头，以免烫伤皮肤；对操作中产生的灰尘和杂屑需及时清理，避免进入人眼或呼吸道妨碍工作。此外，因操作不当、防范措施疏漏、缺乏使用经验经常会对使用者造成误伤，导致工作失败。为了避免此类问题继续发生，我们的设计团队利用人因工程学的理论和研究方法设计开发出一种新型的家用手电钻。图1为家用手电钻与普通手电钻的对比图。

家用手电钻的设计特点如下：第一，钻头前面有一个塑料透明罩，可以将作业过程中产生的杂屑和粉尘收纳在罩内，随时倒出清理，防止灰尘、粉末进入人眼中或吸入口鼻中，无需再佩戴防护装备；为了更好地增加操作稳定性，防止灰尘外溢，在透明罩前端的钻头出入口处添加了一圈橡胶垫；第二，塑料透明罩的正面与操作面贴合，使钻头和操作面形成90。垂直夹角，可以增加操作的稳定性和打孔的精准度，防止错误操作造成打孔失误；第三，电钻顶面的控制按钮可调节钻头的使用方式，电钻既可以去掉透明罩作为普通电钻使用，也可以加上透明罩，通过钻头伸缩来使用；第四，电钻可以向打孔面投射打孔基准点，这样更容易进行定位打孔和阵列打孔；第五，在塑料透明罩上设有标尺，可以辅助测量打孔深度。具体的设计效果图如图2所示。

2 家用手电钻的人因工程实验

由于这次人因工程的实验研究对象为手电钻，需要研究人的因素主要包括：人体上肢、手部、眼睛视闽等；需要研究机器的因素主要包括：功能、结构、形态、色彩、材质、细节等；需要研究环境的因素主要包括：家庭环境。

人因工程实验的步骤：第一步，设定测试的内容，提出试验计划。第二步，邀请三组不同年龄段的使用者，分别为13―25周岁的青少年10名（男女各一半），25―50周岁的成年人10名（男女各一半），50周岁以上的中老年人10名（男女各一半）。第三步，建立实验所需模拟场景。第四步，安排实验所需记录人员，布置实验记录仪器。第五步，准备家用手电钻的样机模型。第六步，使用者依次按照自己的习惯在指定时间内完成几个指定的操作动作，记录人员依次进行记录。第七步，使用者填写实验调研问卷，汇总实验结果并制作数据表和图表。笫八步，得出实验结论，对家用手电钻的样机模型进行评估。

2.1 家用手电钻的把手测试

在实验之前，实验人员需对使用者的手部进行了多组尺寸测量，如图表1所示。如图3所示，在持握状态下，对手指的最大围合面积进行测量，从中得到最舒适的围合面积范围。由于电钻把手在使用时与人频繁接触，在设计时采用曲线形态，通过由粗到细的变化和形态的转折，限制了人手在持握电钻把手时的范围。为了确保把手的舒适度，在实验过程中，利用3D打印机打印一个电钻把手中心横截面，并安排多名使用者进行持握测试，从中发现问题，进而调整把手的面积，再次打印并进行实验，使电钻更易于持握和使用，如图4所示。

在手持电钻操作时，手掌因持握工具将产生一定的作用力和反作用力。由于使用手电钻会产生震动，考虑到手掌的生理因素，需要对进行受力分析，如图5所示。针对长期使用工具容易造成损伤的手掌区域，需要避免持续、高强度受力。对手掌最佳持握姿态、手腕最佳持握角度、手指最大力度和活动范围等依次进行测验，通过把手形态设计、功能按钮位置设计最大限度地减少使用产品时产生的疲劳，并且更高效地完成操作任务。

2.2 家用手电钻的定位打孔功能测验

为了测验家用手电钻的各项功能是否合理、有效，我们利用3D打印设备制作了等比例的家用手电钻样机模型，如图6所示，并对使用者的操作情况加以记录。根据人机工程学对人眼观察范围的记录，人眼以中心视线为基准，向上、向下各30。的夹角范围为最佳观察视域区，如图7所示，其中，以中心视线位置为最佳观测点，并向两侧削减。当正常的被测试者使用家用手电钻时，电钻发射的坐标射线、电钻透明罩上的观测打孔深度刻度表、钻头位置等需要实时观察的部位均在最佳观察视域之内，并靠近中心视线周围，坐标射线和打孔深度指示标的颜色均为红色，清晰、醒目方便观测。

经过在不同情况下使用家用手电钻进行打孔的实际测试，证实了电钻的坐标射线、打孔深度刻度表这些设计在电钻前端透明护罩上的辅助功能确实能够对打孔起到预想的作用，便于使用者观察，提高打孔效率。

2.3 家用手电钻的打孔精度实验

通过试验记录图片资料可以了解以上几种操作情况下人体的受力区域主要集中在上肢，其中小臂和手掌受力最多，直接参与不同姿态的操作。经图8分析，当操作手电钻的手掌用力方向与钻头方向平行时，操作打孔准确度最佳，而且最省力。为了确保操作手电钻的手掌用力方向与钻头方向保持平行姿态，电钻透明罩的前接触面设计为平面。

经实验，电钻透明罩的前接触面为平面，与操作面贴合，使钻头和打孔面成90。夹角，使操作手电钻的手掌用力方向与钻头方向在使用过程中保持平行姿态，这样的设计可以有效提高打孔准确度。

2.4 家用手电钻的用户主观因素调研

当受试者使用电钻实验结束后，需填写调查问卷，问卷可以研究使用者对电钻的整体感受。例如“问题1、电钻的钻孔控制按钮给你的感受是：A.更加舒适便于操作B.与以往产品并无区别C.不舒适不符合操作需求”；“问题3、电钻的调节按钮位于电钻的正上方中间位置，是否符合操作需求：A便于操作B.不便于操作C.建议设置在其他位置，如_____”；“问题6、电钻的整体造型圆滑、过渡均匀，给你的感受是：A.具有亲和力，容易被接受B.外形美观，作为购买的因素之一C.更喜欢棱角分明的产品D.只注重使用性和价格”；“问题8、在使用电钻是你需要在哪些部位加入如橡胶类软质有弹性的材质，以增加使用舒适度：A.把手内侧B.把手外侧C.按钮D.透明罩下部E.不需要”。

根据用户的选择，汇总问卷问题，以数据为实验结果的标准，再综合评价每一个题目得分最高的选项是否与电钻的各项设计相符，假如用户对电钻的某一方面存在异议，则需要进行相应的调整，以此作为深化设计的重要参考，如图9所示。如对问题3汇总30份调查问卷，得到结论：有25人选择A选项（便于操作）；有3人选择B选项（不便于操作）；由2人选择C选项（建议设置在其他位置），其中―人认为调节按钮位置应更靠近把手的位置，可以延中心线向后移；另―人认为调节按钮的位置可以设置在电钻一侧。通过对这一问题的调研确定了调节按钮符合83.3%受试者的使用需求，并且还发现了新的设计可能性。

3 家用手电钻的人因工程价值评估

该实验验证了家用手电钻的设计创新确实能够改善现有手电钻的使用问题，增加操作安全性，提高工作效率。同时，家用手电钻的研发具有更深层次的价值和效应，可以分为以下几个方面评估。

3.1 设计创新的引导作作

家用手电钻的可伸缩钻头以及电钻前面的支撑面创造性地解决了电钻打孔失误问题，符合人因工程学对产品的基本要求，并解决了粉尘、杂屑的收纳问题。随着手电钻内部结构的革新，家用手电钻的概念将转变为现实产品，并作为经典案例对电钻产品的研发起到启发和引导的作用。同时，家用手电钻的优势还在于将多种实用进行整合式设计，对于设计者而言，这是进行设计创新的有效途径；对于使用者而言，这无疑提供了更多便利，给人更多的关怀：在同类产品中，是更有竞争力的选择。

3.2 使用方式的规范作用

家用手电钻的设计力图为使用者提供一种正确地、安全的使用方式，经人因工程实验，可以减少操作失误和对人产生的伤害。同时，通过设计透明塑料护罩在操作方式上引导使用者更准确、安全、舒适地进行作业，将以前需要一定使用经验才能顺利进行的工作简单化，为更多需要做此类工作且无操作经验的人提供便利条件。对于青少年用户，家用手电钻可以发挥鼓励使用、锻炼动手能力、发展创造力的积极作用，消除手电钻产品的不安全隐患，将以往的被动式使用电钻转变成积极、轻松地主动式使用。

3.3 使用环境的优化作用

家用手电钻设计更好地优化了使用环境，为使用者提供一个干净、整洁的操作环境。避免了因局部施工使用电钻工具而影响家庭环境的整洁和卫生，或对一些家庭设施造成不易清理的困难。同时，通过电钻本身解决的灰尘、杂屑四溢的困扰，可以省去佩戴防尘眼镜、防护口罩、橡胶手套等繁琐的程序，更符合家庭环境下使用电钻的需求。

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（河南质量工程职业学院，河南平顶山467000）

摘要：简述了国内外转基因食品作物的研究和发展现状，并分析了转基因食品作物存在的优点和劣势，使人们对转基因食品有初步的了解。由于转基因技术存在一定的风险性，文章指出不仅要对转基因食品进行分子水平和蛋白质水平的检测，而且要依据“实质等同”等原则，从营养学、毒理学和过敏性等方面对其进行严格的食用安全性评价，由此才能给消费者带来合格放心的转基因食品。同时严格的评估和监控也能促进中国转基因技术和转基因食品的健康快速发展。

关键词 ：转基因技术；转基因食品；检测方法；安全性评价

中图分类号：TS201.6 文献标志码：A 论文编号：2014-0570

作者简介：孟书燕，女，1986 年出生，河南人，助教，硕士，从事食品微生物学研究。通信地址：467000 河南省平顶山市湛河区姚电大道中段河南质量工程职业学院科研楼，Tel：0375-3397027，E-mail：symeng2010@126.com。

收稿日期：2014-06-09，修回日期：2014-09-28。

Research Status of Genetically Modified Food and Its Safety Assessment

Meng Shuyan(Henan Quality Polytechnic, Pingdingshan 467000, Henan, China)Abstract: With the development of transgenic technology, there had been a growing number of geneticallymodified (GM) crops and foods. This review had summarized the present research and development ofgenetically modified crops, and also analyzed the advantages and disadvantages of the GM crops, so thatpeople would have a preliminary understanding on the GM crops. However, transgenic technology had certainrisks, and therefore it’s very important for GM foods to be detected on molecular and protein levels. Based on“substantial equivalence”principles, the GM food safety assessment should be conducted from nutrition,toxicology, allergy aspects and so on, which would bring qualified and assured GM foods to the consumer.Furthermore, the rigorous assessment and monitoring could also promote our transgenic technology and GMfoods to develop more rapidly and healthily.

Key words: Transgenic Technology; Genetically Modified Foods; Detection; Safety Assessment

0 引言

转基因技术的出现是生命科学、农业科学和医学等领域共同发展的结果。通过现代分子生物学技术，将某些生物（包括动物、植物和微生物）的基因转移到其他物种中去，从而改造现有生物的遗传物质，使其朝向人们所需要的方向而转变，这种技术就是转基因技术。而转基因食品(genetically modified foods，GMF)就是在转基因技术的基础上以转基因生物原材料加工制成的[1]。依据原材料的不同，转基因食品可划分为转基因植物食品、转基因动物食品和转基因微生物食品3 类。但由于技术所限，目前转基因植物食品的发展远远领先于其他2 类食品。自从世界上第1 例转基因植物在美国成功培育后，越来越多的转基因作物种类被用于科学研究和生产中，但是转基因食品的安全性以及会对人体和环境产生何种影响却引起了各界人士的广泛争论。为此笔者将对转基因食品的发展历史以及检测方法和安全性评价等方面进行论述。

1 转基因食品作物的研究现状

1.1 国际转基因食品作物的研究现状

转基因作物的研究起始于20 世纪70 年代末80 年代初。1983 年，全球首例转基因烟草在美国诞生；1986 年，世界上首批转基因棉花进入田间试验；1994年，美国Calgene 公司研发的可延缓成熟的转基因番茄首次被批准进入商品化生产[2]。之后许多国家都开始对转基因作物展开研究，近年来全世界转基因作物研究已经有了迅猛发展。

从1994年至今，全世界共计36 个国家和地区批准转基因作物用于食物、饲料、环境释放或种植，涉及到的转基因作物有27 种，主要有大豆、玉米、油菜、棉花、木瓜、马铃薯、南瓜及西红柿等。全球转基因作物种植面积也由1996 年的0.017 亿hm2 增长到2013 年的1.752 亿hm2，15 年间增长约103 倍。种植转基因作物的国家也从6 个增加到27 个，其中19 个为发展中国家、8 个为发达国家[3]。转基因作物的种植面积居于世界前五位的国家分别是美国、巴西、阿根廷、加拿大和印度，转基因作物种类根据种植面积多少排序为大豆、玉米、棉花、油菜和马铃薯[4]。在转基因作物商业化的十几年间，其种植面积扩大了约百倍，使转基因作物成为现代农业史上采用最为迅速的生物技术，产生了巨大的经济效益、社会效益和生态效益。

1.2 国内转基因食品作物的研究现状

20 世纪80 年代中期，中国开始进行转基因作物研究。经过20 多年的积累和发展，中国的转基因作物研究取得了大量的新成果，开发出包括具有抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂、耐旱、氮磷肥高效利用、产量提高、品质改良等性状的多种转基因作物。中国也是世界上继美国之后，第2 个自主研发出抗虫棉的国家[5]。至今，中国已育成多种农作物的重要转基因品种，获得多种新品系、新品种，这为加快中国转基因作物产业化创造了有利条件。

截至2013 年，中国转基因作物的种植面积排在世界第6 位。正在进行研究与开发的转基因作物约有47种，通过相关部门批准，进行大田试验的达13 种，包括棉花、水稻、玉米、大豆、小麦、烟草、马铃薯、番茄、甜椒、番木瓜等[6]。其中，转基因棉花和番木瓜已被批准进行商业化生产；转植酸酶基因玉米，以转基因水稻恢复系‘华恢1 号’为代表的转基因水稻新品种及其衍生材料[7]，耐贮藏番茄、抗病辣椒和改变花色矮牵牛，都已完成安全性评价的各阶段，也已经获得转基因生物安全证书。随着转基因农业技术的发展，中国可能会有更多的转基因作物被批准进入商业化生产阶段。

2 转基因食品作物的优缺点

2.1 转基因食品作物的优点

①转基因作物生长速度快，产量高。这种特性可为人类提供更多的粮食产量。由于世界人口持续增长，单纯利用传统农业已不能充分满足世界市场对食品的需求，而转基因技术可保障并促进农业的可持续发展，是有效解决世界温饱问题的途径之一。②转基因作物的生产成本低。通过转基因技术，可使传统农作物具有抗旱、抗涝、抗虫、抗除草剂等特性，使其可在多种气候条件下生长，并能减少化学农药和除草剂的使用，从而降低种植成本，提高食品质量[8]。③转基因作物的营养成分更高，口感更好。转基因作物与传统的农作物相比含有更多的矿物质和维生素，对人类的健康有利，同时还有助于抵抗疾病[9]。利用转基因技术，根据人类的需求培养农作物，使其生长更有针对性，能更好地满足人类需要。

2.2 转基因食品作物的缺点

①转基因作物对人类健康的不利影响。和转基因食品相联系的健康风险主要有毒素、过敏原和遗传风险。转入基因的表达和其表达的新蛋白可能会被整合从而产生不可预料的过敏反应。例如经过基因修饰增加了半胱氨酸和蛋氨酸含量的大豆作物之所以被取消，就是因为发现其表达的转基因蛋白具有高度致敏性[10]。②转基因作物会降低食物的营养价值，破坏食物的营养成分。转基因作物为了满足人类需求，插入外源基因到植物基因组中，外源基因随机整合到宿主基因组中后，可能会引起基因缺失、错码等突变，从而使其表达的蛋白质产物的性状、数量及部位与期望值不符，因此会对食物营养成分有所破坏，降低转基因食品的积极效果[11]。③转基因作物会造成环境污染，破坏生态环境。转基因作物在自然界大量种植，其具有的抗虫和抗除草剂特性可通过基因漂移进入野生植物品种，创造出难以根除的“超级种子”，这会造成基因污染，影响生物多样性的保护和可持续利用[12]。这种污染对环境和生态系统造成的危害比其他任何因素都难以消除。

3 转基因食品的检测方法

转基因食品的检测方法目前主要有对外源基因的检测和对外源蛋白质的检测2 类。

3.1 对外源基因的检测方法

主要有聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，PCR)法和基因芯片法。这2 种检测方法都以转基因产品所导入的外源基因的通用调控元件或基因作为扩增的靶序列，通过对这些通用元件和基因的鉴定完成转基因作物的筛查。常用的调控元件有CaMV35s 启动子/终止子，T-nos 终止子，常见的通用基因包括bla、hpt、npt II 等标记基因和报告基因。

基于PCR 的检测技术分为定性PCR 和定量PCR检测技术。普通PCR 技术通过设计针对不同目标DNA的特异性引物，经过PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳检测目标DNA，能实现对不同转基因DNA成分的初步鉴定。巢式和半巢式PCR技术对同一模板使用2 对引物，经过2 次扩增，提高鉴定的特异性和灵敏性，在转基因食品检测中也广泛应用[13]。

而实时定量PCR技术(real-time PCR)是目前定量PCR技术中最为常用的一种，该反应体系除特异性引物外，还含有靶序列特异性荧光探针。利用该技术可将转基因成分的检测限值提高到20~30个拷贝[14]。基因芯片技术能同时对成千上万的靶模板进行分析，具有高通量、高灵敏性和集成化的优点，已被应用到转基因产品的检测中。Zhou 等[15]报道利用芯片技术，成功检测了大豆、玉米、油菜籽和水稻的目标序列，其中转基因大豆的最低检出限为0.5%。

3.2 对外源蛋白质的检测方法

主要有ELISA 和Western 印迹法(Western Blot)。ELISA 分析法特异性高，获得结果快，仪器操作简单，能使测定达到很高的灵敏性和稳定性。美国FDA已用双夹心ELISA 法检测食品中是否含有转基因玉米成分。Western Blot 和ELISA法原理相同[16]，但操作繁琐、成本高。此外，还发展出试纸条法，以试纸条来代替ELISA 检测方法中的酶标板后出现了试纸条检测技术。该方法操作简单、迅速、成本低廉，适用于转基因样本的早期筛选[17]。

4 转基因食品的安全性评价

转基因食品的安全性评价既与中国人民的身体健康和环境安全密切相关，同时也影响着中国农业生物技术产业是否能够可持续发展。加强对转基因食品安全管理的核心和基础就是安全性评价。

4.1 转基因食品安全性评价原则

目前国际上公认的对转基因食品的安全性评价原则是以科学为基础，个案分析，实质等同性和逐步完善相结合。遵循科学基础的食品安全性评价会对转基因食品技术的进步和整个行业的发展发挥重要的促进作用。而在长期实践过程中累积起来的科学理论及技术已为转基因食品的安全性评价奠定了较好的基础。

由于转基因食品研发时所采用的技术路线、供体、受体以及目的基因都各不相同，因此要对每一个个案制定有针对性的验证方案，进行综合考察以得出正确的评价结果。而个案分析原则就可在食品安全性评价时最大限度的发现安全隐患，进而保证食品安全[18]。转基因技术是一项新兴的技术，对转基因食品采用传统毒理学的食品安全评价方法已无法对其进行正确的安全评价。1993 年，欧洲经合组织(OECO)首次提出“实质等同原则”(substantial equivalence)作为转基因食品的安全性评价原则，即对转基因食品各种主要营养成分、营养拮抗物质、毒性物质及过敏性成分等物质的种类和含量进行分析测定，若与相应的传统食品无差异，则认为两者具有实质等同性，不存在安全性问题；若无实质等同性，需逐条进行安全性评价[19]。根据“实质等同性”原则，对转基因作物的表型和农艺学性状、成分、全面安全性、营养和饲料性等方面的等同性进行综合评价，证明其与传统作物是否等同，是评价转基因作物是否安全的一个有效途径。

逐步原则指对转基因作物的安全评价应当分阶段分层次进行，首先要分阶段对转基因食品管理进行审批，其次对转基因食品的安全性评价要分步骤进行，逐步而深入地开展审批和评价工作。逐步原则提高了工作效率，尽可能在最短的时间内发现潜在的风险[20]。

4.2 转基因食品安全性评价程序

转基因食品的安全性评价程序主要包括5 个方面：（1）插入基因安全性和其整合到宿主基因组中分子特性的研究[21]；（2）分析亲本（宿主）作物各种营养物质和已知毒素含量的变化；（3）潜在致敏性的研究；（4）转基因食品与人类或动物肠道中的微生物菌群发生基因转移的可能性及其影响；（5）转基因食品危害性的评估数据，包括活体和离体的毒理和营养评价[22]。对这5 个方面的检测主要是通过营养评价、毒理性分析、过敏性分析和抗生素标记基因的研究和分析进行的。能否通过安全性评估是转基因食品能否被批准商业化和进入市场的前提，也是政府对转基因产品进行管理的依据。

4.2.1 转基因食品营养评价和毒理性分析转基因食品的营养评价主要针对蛋白质、淀粉、纤维素、脂肪、氨基酸等与人类健康密切相关的物质，与传统食品进行比较，以确定其与传统食品是否相同或相似。毒理性分析包括对转基因食品中新表达物质的分析和全食品分析。欧洲新食品领导小组建议转基因毒理性分析评价项目包括毒物动力学和代谢试验、遗传毒性、增殖性、致病性、啮齿类动物90 天亚慢性喂养试验及其他毒性试验。

4.2.2 转基因食品的过敏性分析食品过敏是人类食物史上历史悠久的问题，过敏性分析可预防转基因食品中引入新的过敏原，从而保护敏感人群。2001 年举行的FAO/WHO会议上提出了目前国际上通用的转基因食品过敏性评价策略[23]。该评价主要分为2 种情况：（1）转基因食物中含有的外源基因来自于已知含有过敏原的生物，如果该序列与已知过敏原序列具有同源性，则表明食物是过敏原；否则还需要对过敏病人进行血清学试验。（2）转基因食物中的外源基因来自未知含有过敏原的生物，则应考虑对过敏患者的血清做交叉反应，进行胃肠道模拟消化试验以及动物模型试验[24]。Zhou 等[25]研究发现BN大鼠会对重组后的人乳铁蛋白产生较弱的过敏反应。

4.2.3 转基因食品的抗生素标记基因研究抗生素标记基因是目前转基因作物常用的选择标记基因，常见的抗性基因有抗卡那霉素、抗潮霉素、抗新霉素等基因。由于抗生素对人类的疾病治疗具有关键的作用，因此对转基因食品抗生素标记基因的安全性评价意义重大。2004 年进行的一项人类志愿者服用转基因大豆的试验结果表明，目的基因和抗生素标记基因并未从食物转移到人类肠道微生物菌群和胃肠道消化系统中[26]。这说明转基因发生水平转移的概率很小，但在评估潜在的健康风险时，还需考虑抗生素在人体和动物中的使用情况以及胃肠道微生物对抗生素的抗性。

5 展望和总结

当今人类社会面临人口膨胀、资源匮乏和环境恶化3 个难题，而发展转基因食品有助于缓解这3 个问题。转基因作物通过改良自身的遗传性状，可以带来巨大的潜在经济和社会效益。虽然转基因作物也面临着一些问题和挑战，如转基因作物的政策制定和调控，以及转基因食品标签制度等[27]，但是转基因技术作为未来农业生物技术发展的必然趋势，这项技术具有广阔的前景和价值。而中国作为一个人多地少的发展中大国，开展转基因食品作物的研究势必会对经济、社会和环境的发展起到重要作用。

将来转基因食品的应用会有很多方面，包括药用食品、能合成乙肝疫苗的香蕉[28]、成熟周期更短的基因工程鱼[29]以及结果更早的果树[30]等。虽然以上转基因食品的商业化价值还有待检验，但科学家们已经预测转基因食品在未来几十年间将会以指数形式增长。转基因技术和转基因食品作为一项新兴的科学技术成果，其发展历程只有30 多年，因此它们对于人类健康影响风险的数据还不充分，大部分转基因食品和亲本作物之间仍被认为达不到实质等同性的标准[31]。但科学研究总是在探索中前行，正因为社会大众对转基因食品争议不断，因此既需要建立严格健全的转基因食品审查制度，也需要更加科学严谨的方法和标准来研究转基因作物和传统作物在结构学、营养学、毒物学和代谢上的差别，探索遗传技术用于转基因作物上的安全性，从而打消公众认知和情感上的疑虑，进而促进转基因技术、转基因作物和转基因食品的发展，使其更好地为人类社会可持续发展服务。

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