食品中痕量重金屬殘留快速檢測方法分析

【摘要】本文綜述了目前常用的快速檢測方法，并對其優(yōu)缺點進行了比較和分析。研究發(fā)現(xiàn)，基于儀器分析的方法具有高靈敏度和準確性，但設備昂貴、操作復雜；而基于生物傳感器的方法具有快速、靈敏和便攜的特點，但對樣品預處理要求較高。因此，綜合考慮各種快速檢測方法的特點和適用范圍，結(jié)合實際需求，選擇合適的快速檢測方法對食品中的痕量重金屬殘留進行監(jiān)測具有重要意義。

【關鍵詞】食品安全；痕量重金屬殘留；快速檢測；儀器分析；生物傳感器

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.03.008

Analysis of Rapid Detection Methods for Trace Heavy Metal Residues in Food

WANG Run

（Liaoning Institute for Food Control， Shenyang 110623， China）

Abstract： This article summarizes the currently commonly used rapid detection methods and compares and analyzes their advantages and disadvantages. The study found that instrument-based methods have high sensitivity and accuracy， but the equipment is expensive and the operation is complex； while biosensor-based methods have the characteristics of rapidity， sensitivity， and portability， but require high sample pretreatment requirements. Therefore， considering the characteristics and applicability of various rapid detection methods comprehensively， combined with practical needs， selecting appropriate rapid detection methods for monitoring trace heavy metal residues in food is of great significance.

Keywords： food safety； trace heavy metal residues； rapid detection； instrumental analysis； biosensor

痕量重金屬殘留可能對人體健康存在潛在的危害，因此對食品中的痕量重金屬進行快速、準確的檢測具有重要意義。傳統(tǒng)的檢測方法通常耗時、操作復雜，無法滿足食品安全監(jiān)管中快速檢測的需求。因此，研究和發(fā)展快速檢測方法成為當前食品安全領域的研究熱點。本文旨在綜述目前常用的快速檢測方法，評估其優(yōu)缺點，為食品安全監(jiān)管提供參考。

1食品中痕量重金屬殘留檢測的重要性

食品安全是人們關注的焦點，而痕量重金屬殘留是當前食品安全領域的重要問題之一。痕量重金屬指的是食品中微量存在的金屬元素，如鉛、鎘、汞、鉻等。盡管這些金屬在自然界中普遍存在，但過量攝入會對人體健康產(chǎn)生危害。因此，對食品中痕量重金屬殘留進行檢測具有重要意義。

首先，痕量重金屬殘留檢測可以保障食品安全。食品作為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾镔|(zhì)，其安全性直接關系到人們的健康和生活質(zhì)量。痕量重金屬可能通過食物鏈進入人體，長期積累會導致人體發(fā)生慢性中毒等問題。因此，及時發(fā)現(xiàn)和控制食品中的痕量重金屬殘留是保障食品安全的重要措施。

其次，痕量重金屬殘留檢測對食品安全監(jiān)管具有重要意義。政府和相關部門對食品市場進行監(jiān)管，確保食品符合安全標準和法規(guī)要求。痕量重金屬殘留檢測是食品安全監(jiān)管的重要環(huán)節(jié)之一。通過對食品樣品進行痕量重金屬殘留檢測，可以評估食品中的污染程度，及時發(fā)現(xiàn)問題食品并采取相應的控制措施。這有助于防止不合格食品流入市場，保護消費者的權(quán)益，維護社會穩(wěn)定。

最后，痕量重金屬殘留檢測還對食品生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。食品行業(yè)是一個關乎人們生命健康的重要行業(yè)，而可持續(xù)發(fā)展是當今社會的追求目標之一。通過對食品中痕量重金屬殘留的檢測，可以促使食品生產(chǎn)企業(yè)加強質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理，減少重金屬污染的風險，有助于提高食品企業(yè)的整體水平，增強企業(yè)的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。

2食品中痕量重金屬殘留常用檢測方法

2.1生物傳感器方法

生物傳感器方法是一種常用的快速檢測食品中痕量重金屬殘留的方法，其中常用免疫傳感器和DNA傳感器進行檢測。免疫傳感器利用特定抗體與重金屬離子結(jié)合產(chǎn)生信號，通過測量信號的變化來定量分析重金屬殘留。DNA傳感器則利用DNA序列與重金屬離子的特異性結(jié)合，產(chǎn)生信號用于檢測和定量分析。生物傳感器方法操作簡便，適用于實時監(jiān)測和現(xiàn)場快速檢測，具有快速、靈敏和便攜的特點。然而，生物傳感器方法對樣品預處理要求較高，需要提取和凈化目標物質(zhì)，以保證檢測的準確性和可靠性。

2.2吸收光譜法

吸收光譜法（Absorption Spectroscopy）是一種常用的分析技術，用于測量物質(zhì)對特定波長光線的吸收程度。吸收光譜法通過測量樣品對入射光的吸收量而獲得樣品的吸收光譜圖，并進一步分析樣品中的化學成分、濃度或其他相關參數(shù)。吸收光譜法在科學研究、工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境監(jiān)測等領域具有廣泛的應用。以下將詳細介紹吸收光譜法的原理、儀器構(gòu)成和應用。

吸收光譜法的原理是基于光與物質(zhì)相互作用的特性。當光通過樣品時，樣品中的分子或離子會吸收特定波長的光，導致光的強度減弱。吸收光譜法測量的是樣品對不同波長光的吸收程度，通常使用紫外可見光譜（UV-Vis）和紅外光譜（IR）兩種常見的光譜范圍。

在吸收光譜法中，光源產(chǎn)生的光經(jīng)過樣品后，光探測器測量透射光或反射光的強度，通過比較入射光和透射光（或反射光）的強度差異，可以確定樣品對特定波長光的吸收程度。吸收光譜的圖形通常以波長（或頻率）為橫坐標，吸光度（或透射率）為縱坐標，形成特征的光譜峰。

吸收光譜儀的主要構(gòu)成包括光源、樣品室、光柵或光學濾波器、光探測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。光源可以是白熾燈、氘燈、鎢燈或激光器等。樣品室用于容納樣品，并確保光線通過樣品時與樣品發(fā)生相互作用。光柵或光學濾波器用于選擇特定波長的光，并將其引導到光探測器。光探測器可以是光電二極管、光電倍增管或光譜儀等，用于測量透射光或反射光的強度。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于記錄和分析測量得到的光譜數(shù)據(jù)。

吸收光譜法在許多領域具有廣泛的應用。在化學分析中，吸收光譜法可以用于定量分析和質(zhì)量控制，如測定藥物中的成分含量、監(jiān)測環(huán)境中的污染物濃度等；在生物科學中，吸收光譜法可以用于研究生物分子的結(jié)構(gòu)和功能，如蛋白質(zhì)、核酸和酶的研究；在材料科學和工程中，吸收光譜法可以用于表征材料的物理性質(zhì)和化學組成，如納米材料的表面等離子體共振和光催化材料的研究。

2.3電化學分析法

1）電化學分析法具有高靈敏度和選擇性，可以對食品中痕量重金屬進行準確測量。常用的電化學分析技術包括極譜法、安培法和電化學阻抗譜法等。這些方法通過測量電流、電勢或電荷的變化，可以對食品樣品中的重金屬進行定量或定性分析。由于重金屬在電化學過程中通常表現(xiàn)出特定的電化學行為，因此可以通過電化學分析方法對其進行準確測量。

2）電化學分析法具有快速、簡便的特點，適用于大規(guī)模樣品的分析。相比于傳統(tǒng)的分析方法，如原子吸收光譜法和質(zhì)譜法，電化學分析法具有操作簡單、分析速度快的優(yōu)勢。這使得電化學分析法在食品行業(yè)中得到廣泛應用，可以對大批量的食品樣品進行快速分析，提高分析效率和生產(chǎn)效益。

3）電化學分析法還具有較低的檢測限和較寬的線性范圍，適用于不同濃度范圍的分析。食品中痕量重金屬殘留檢測通常需要高靈敏度的檢測方法。電化學分析法可以通過優(yōu)化實驗條件和選擇合適的電極材料，實現(xiàn)對不同濃度范圍的重金屬進行準確測量。這使得電化學分析法在食品中痕量重金屬殘留的監(jiān)測和控制中具有重要意義。

4）電化學分析法在食品中痕量重金屬殘留分析上具有良好的應用前景。隨著人們對食品安全的關注不斷增加，對痕量重金屬殘留的監(jiān)測和控制要求也越來越高。電化學分析法作為一種準確、快速、靈敏的分析方法，可以滿足食品行業(yè)對痕量重金屬殘留分析的需求。未來，隨著電化學分析技術的不斷發(fā)展和改進，相信電化學分析法在食品中痕量重金屬殘留分析領域?qū)l(fā)揮更大的作用，為食品安全保障提供有效的技術支持。

5）電化學分析法在食品中痕量重金屬殘留分析上具有廣泛的應用。高靈敏度、快速簡便、較低的檢測限和較寬的線性范圍等特點使電化學分析法成為食品行業(yè)中重金屬殘留分析的重要手段。通過電化學分析法，我們可以準確測量食品樣品中痕量重金屬含量，保障食品安全，為食品行業(yè)發(fā)展和消費者健康保障提供可靠的技術支持。

2.4電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）

1）ICP-MS具有極高的靈敏度，能夠檢測到食品中極低濃度的重金屬殘留。ICP-MS采用電感耦合等離子體作為離子化源，將樣品中的重金屬元素轉(zhuǎn)化為離子態(tài)，并通過質(zhì)譜儀進行分析。由于等離子體的高溫和高能量特性，ICP-MS能夠?qū)悠分械闹亟饘僭仉x子化，并以極高的靈敏度進行檢測。這使得ICP-MS成為食品中痕量重金屬殘留分析的理想選擇。

2）ICP-MS具有高選擇性，能夠準確測定多種重金屬元素。由于質(zhì)譜儀的高分辨率和質(zhì)量選擇性，ICP-MS能夠同時測定多種元素，包括常見的重金屬如鉛、鎘、汞、砷等。這使得ICP-MS在食品中多元素殘留分析中具有優(yōu)勢，能夠全面評估食品中的重金屬污染狀況。

3）ICP-MS具有寬線性范圍和準確的定量能力，適用于不同濃度范圍的分析。食品中的重金屬殘留通常存在于不同濃度范圍內(nèi)，這就需要分析方法具有寬線性范圍和準確的定量能力。ICP-MS通過優(yōu)化儀器參數(shù)和樣品前處理方法，可以實現(xiàn)對不同濃度范圍內(nèi)的重金屬進行準確測量，滿足食品中痕量重金屬殘留分析的要求。

4）ICP-MS在食品安全監(jiān)測和質(zhì)量控制中具有重要意義。ICP-MS作為一種高靈敏度、高選擇性的分析技術，可以準確測定食品中痕量重金屬殘留，監(jiān)測食品安全，并為食品行業(yè)的質(zhì)量控制提供科學依據(jù)。

綜上可知，ICP-MS在食品中痕量重金屬殘留分析中具有廣泛的應用，其高靈敏度、高選擇性、寬線性范圍和準確的定量能力使其成為食品行業(yè)中重金屬殘留分析的重要工具。通過ICP-MS技術，可以對食品樣品中的痕量重金屬進行準確測量，為食品安全監(jiān)測和質(zhì)量控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持，保障消費者的健康和權(quán)益。未來，隨著ICP-MS技術的不斷發(fā)展和改進，相信其在食品中痕量重金屬殘留分析領域?qū)l(fā)揮更重要的作用。

3結(jié)束語

在實際應用中，綜合應用不同的檢測方法可以提高檢測的準確性和可靠性。例如，可以結(jié)合儀器分析方法和生物傳感器方法，先利用儀器分析方法對樣品進行初步篩查，再使用生物傳感器方法對篩查結(jié)果進行驗證和確認。此外，隨著技術的不斷發(fā)展，新的快速檢測方法和檢測儀器也在不斷涌現(xiàn)，如基于納米材料的傳感器、光學傳感器等，其都具有更高的靈敏度和更快的檢測速度。

食品中痕量重金屬殘留的快速檢測是保障食品安全的重要環(huán)節(jié)。本文綜述了常用的快速檢測方法，并對其優(yōu)缺點進行了比較和分析。綜合考慮各種方法的特點和適用范圍，選擇合適的快速檢測方法對食品中痕量重金屬殘留進行監(jiān)測具有重要意義。未來的研究應進一步探索新的檢測技術和方法，提高檢測的靈敏度、準確性和便攜性，以滿足食品安全監(jiān)管的需求。

【參考文獻】

[1]程大偉，倪子月，劉明博，等.食品重金屬快速檢測儀測量大米中痕量鎘的長期穩(wěn)定性研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2021（1）：17-22.

[2]譚琰，賀李瓊，李樂，等.水中痕量重金屬離子的碳量子點熒光傳感器檢測法研究新進展[J].南華大學學報（自然科學版），2022，36（6）：88-98.

[3]吳海華.電感耦合等離子質(zhì)譜法快速檢測豆類及其制品中鉛鎘等重金屬殘留的方法研究[J].食品安全導刊，2021（12）：79-80.

[4]胡楊，花鈺軒，盧景琦.直接基底輔助激光誘導擊穿光譜檢測水體中的Cr元素[J].武漢理工大學學報，2023，45（5）：1-7.

[5]雷美康，候建波，祝子銅，等.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定蜂蠟中痕量氯霉素殘留[J].食品安全質(zhì)量檢測學報，2021，12（3）：1088-1092.

【作者簡介】

王潤，女，1991年出生，工程師，學士，研究方向為食品安全。

（編輯：李鈺雙）