食品中重金屬元素檢測(cè)方法研究進(jìn)展

趙意娜+孫飛燕

摘要 食品中重金屬污染日益嚴(yán)重，已影響人類健康、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。目前用于檢測(cè)重金屬的方法很多，包括光譜法、電化學(xué)法、色譜法、比色法、免疫法、快速檢測(cè)技術(shù)等，本文主要總結(jié)了常用檢測(cè)方法和新型檢測(cè)方法，以期為食品重金屬檢測(cè)提供參考。

關(guān)鍵詞 重金屬；檢測(cè)方法；食品污染

中圖分類號(hào) TS207.5+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）01-0239-02

Review on Detection Methods of Heavy Metal in Food

ZHAO Yi-na SUN Fei-yan

（Yuhang District Food and Drug Monitoring Center of Hangzhou City in Zhejiang Province，Hangzhou Zhejiang 311112）

Abstract As we know，the increasing pollution of heavy metals in food has affected human health，the sustainable development of ecology and economy.Currently，many methods are applied to detect heavy metals，including spectroscopy，electrochemistry，chromatogr-aphy，colorimetry，immunoassay，rapid detections and so on.This paper summarized the common detection methods and new detection methods of heavy metals in food，in order to provide reference for the detection of heavy metals in food.

Key words heavy metal；detection method；food contamination

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，食品中的重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重，已影響人類健康、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。重金屬為密度>5.0 g/cm3的金屬元素，如鎘（Cd）、汞（Hg）、鉛（Pb）、鋁（Al）、銀（Ag）、錫（Sn）等，約有45種[1]。重金屬屬于累積毒物，通過(guò)食物鏈在人體累積，可導(dǎo)致人體器官慢性中毒，危害健康[2-3]。例如日本發(fā)生的水俁?。ü廴荆┖凸峭床。ㄦk污染）等公害病，均由重金屬污染引起的。因此，對(duì)食品中的重金屬含量進(jìn)行測(cè)定是十分必要的。

1 常用檢測(cè)方法

1.1 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是介于原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜之間的光譜分析技術(shù)。其基本原理是基態(tài)原子（一般蒸汽狀態(tài)）吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后以光輻射的形式發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光。其具有靈敏度高、譜線簡(jiǎn)單、多元素同時(shí)分析、分析速度快、檢測(cè)成本低等特點(diǎn)，也是國(guó)標(biāo)GB5009規(guī)定的測(cè)定農(nóng)業(yè)行業(yè)領(lǐng)域中重金屬含量的標(biāo)準(zhǔn)方法之一[4]。周少賢等[5]曾采用硝酸-高氯酸混合酸濕法消解處理樣品，以氫化物發(fā)生原子熒光法測(cè)定了饒平縣柘林灣中不同養(yǎng)殖場(chǎng)的牡蠣、魚(yú)、蝦等海產(chǎn)品中的砷和汞。在最佳測(cè)試條件下測(cè)得砷和汞的檢出限分別為0.020、0.009 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.04%～0.11%，回收率分別為99.2%～106.2%、92.4%～108.0%[5]。

1.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對(duì)紫外光和可見(jiàn)光范圍的相對(duì)應(yīng)原子共振輻射線的吸收強(qiáng)度來(lái)定量被測(cè)元素含量的基礎(chǔ)分析方法。該方法分為火焰原子吸收光譜法和石墨爐原子吸收光譜法，為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中很多元素的測(cè)定方法中最常用的方法之一，具有很多優(yōu)點(diǎn)。周 淼等[6]曾利用火焰原子吸收光譜法對(duì)滑子菇中重金屬含量進(jìn)行測(cè)定分析，試驗(yàn)中鎘、鉛、鋅的檢出限為0.006～0.060 mg/L，回收率為90.0%～110.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均<5%，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)檢出限較低，準(zhǔn)確率高。盧春香等[7]用石墨爐法檢測(cè)鉛、鎘、鉻，結(jié)果表明，樣品的加標(biāo)回收率分別為97.92%、99.06%、104.6%，標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為8.93、0.12、0.70，變異系數(shù)分別為1.70%、0.39%、2.92%，說(shuō)明該方法精確度和檢出率高，重復(fù)性好。同時(shí)，原子吸收法也存在一定缺陷，如不能多種元素同時(shí)測(cè)定、標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的線性范圍窄、儀器昂貴等。

1.3 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）具有靈敏度高、線性范圍寬、檢出限低、樣品前處理方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是痕量元素分析領(lǐng)域中最先進(jìn)的方法，應(yīng)用十分廣泛[8-9]。其具有比原子吸收法更低的檢測(cè)限，可用于除汞以外的絕大多數(shù)重金屬的測(cè)定。但是傳統(tǒng)四極桿質(zhì)譜分析過(guò)程中所存在的質(zhì)譜干擾和非譜干擾，影響該方法的檢測(cè)，需要進(jìn)一步改進(jìn)，目前已有解決方法。如李坦平等[10]建立了用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定食品級(jí)磷酸鹽中Mg、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb等12種雜質(zhì)元素的分析方法，主要應(yīng)用了碰撞/反應(yīng)池（0RS）技術(shù)消除了多原子離子對(duì)待測(cè)元素的干擾，選用Sc、Y、In、Bi等元素為內(nèi)標(biāo)混合液校正基體干擾和漂移，結(jié)果表明，該改進(jìn)方法對(duì)12種待測(cè)元素的檢出限在0.004～0.362 μg/L之間，滿足檢測(cè)需求。

1.4 極譜法

極譜法是通過(guò)測(cè)定電解過(guò)程中所得到的極化電極的電流-電位（或電位-時(shí)間）曲線來(lái)確定溶液中被測(cè)物質(zhì)濃度的一類電化學(xué)分析方法，分為控制電位極譜法和控制電流極譜法兩大類。極譜法靈敏度高、選擇性好且速度快，可以連續(xù)測(cè)定，但檢出限相對(duì)較高[11]。在國(guó)標(biāo)中用極譜法檢測(cè)鉛含量時(shí)，其檢出限為0.085 mg/kg[12]。有研究顯示用極譜法連續(xù)測(cè)定Au、Pt、Ir、Rh、Ru等金屬時(shí)，在選定的試驗(yàn)條件下得到較好的分析結(jié)果，線性范圍分別為0.1～1 000.0 μg/mL（Au）；8.0×10-5～6.4×10-3 μg/mL（Pt、Ir）；1.60×10-5～1.28×10-3 μg/mL（Rh）；1.14×10-4～3.42×10-3 μg/mL（Ru）。將樣品通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂分離富集后進(jìn)行分析，回收率在93%～106%之間[13]。endprint

2 新型檢測(cè)方法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型技術(shù)也被應(yīng)用到食品中重金屬元素的檢測(cè)中，如生物傳感技術(shù)、酶聯(lián)免疫吸附法、光纖傳感技術(shù)等。

2.1 生物傳感技術(shù)

生物傳感技術(shù)是一種將具有分子識(shí)別功能的生物識(shí)別元件和信號(hào)放大轉(zhuǎn)換元件緊密結(jié)合的分析方法[14]。到目前為止，主要有的生物傳感器有酶?jìng)鞲衅?、特異性蛋白生物傳感器、微生物傳感?種，均能用于檢測(cè)食品中重金屬。以酶生物傳感技術(shù)為例，Tadeusz等[15]將脲酶包埋在pH敏感銥氧化電極表面的PVC膜上，通過(guò)將反應(yīng)系統(tǒng)電勢(shì)下降的初始速率（與酶初始反應(yīng)速率成正比）轉(zhuǎn)化為抑制率，來(lái)檢測(cè)汞和其他重金屬離子。不同形態(tài)的汞離子[Hg（NO3）2、HgCl2、PhHgCl、Hg2（NO3）2]抑制效應(yīng)不同，其中，無(wú)機(jī)汞的檢測(cè)范圍可達(dá)0.05～1.00 μmol/L。

2.2 酶聯(lián)免疫吸附法

酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)方法作為近年發(fā)展起來(lái)的一種免疫學(xué)法，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，可用于大批樣品的檢測(cè)，且檢出限極低，能檢測(cè)重金屬濃度極低的樣品[16]。酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)方法的主要瓶頸在于金屬離子單克隆抗體的制備，而較容易制備的多克隆抗體又難以滿足金屬離子的特異性要求[17]。目前酶聯(lián)免疫吸附法還未普遍運(yùn)用到重金屬含量檢測(cè)中，但是已有一些成功的案例。如楊依錦等[18]已成功應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附方法檢測(cè)了胡蘿卜等食物中的鉛含量。通過(guò)免疫新西蘭大耳白免成功制備鉛多克隆抗體，建立間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA檢測(cè)方法，標(biāo)準(zhǔn)曲線IC50為3.48 ng/mL，IC15為0.32 ng/mL，與ICP-MS法檢測(cè)結(jié)果的總符合率超過(guò)97%。未來(lái)，酶聯(lián)免疫檢測(cè)方法將會(huì)廣泛地運(yùn)用在我國(guó)的食品重金屬檢測(cè)中。

2.3 光纖傳感技術(shù)

光纖傳感器的基本原理為被監(jiān)測(cè)的污染物質(zhì)與光相互作用，或污染物質(zhì)與敏感物質(zhì)相互作用后導(dǎo)致光纖輸出光信號(hào)的變化，通過(guò)檢測(cè)光纖輸出光信號(hào)的改變實(shí)現(xiàn)傳感參數(shù)的監(jiān)測(cè)。光纖傳感器的組成部分為光源、光纖光路、傳感頭和信號(hào)調(diào)理電路等[19]。光纖傳感器可分為傳光型和傳感型2種類型。光纖傳感器具有便于微型化和集成化、易于實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器的便攜化、抗電磁干擾、耐高溫高壓、抗腐蝕、便于遙測(cè)、可實(shí)現(xiàn)多參數(shù)、無(wú)損監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)[20-21]。我國(guó)已有利用光纖傳感器檢測(cè)食品中重金屬含量的案例，如對(duì)基于中性載體PVC 膜的離子選擇性光纖傳感器進(jìn)行了研究，利用分光光度法采用多媒光纖傳輸信號(hào)，對(duì)Cu2+ 的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試進(jìn)行了試驗(yàn)，效果良好[22]。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)發(fā)展，人們?nèi)找嬷匾暿称钒踩?，需監(jiān)督檢測(cè)的樣品越來(lái)越多。目前的檢測(cè)技術(shù)已相對(duì)比較成熟，但也存在著各種問(wèn)題，如樣品前處理較復(fù)雜、儀器費(fèi)用高和檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)等。不同的方法有不同的特點(diǎn)，仍需進(jìn)一步探索并設(shè)計(jì)出一種甚至幾種更方便、快速、準(zhǔn)確，能同時(shí)測(cè)定和連續(xù)測(cè)定的技術(shù)來(lái)檢測(cè)食品中重金屬含量。

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