食品中重金属元素检测方法研究进展

赵意娜+孙飞燕

摘要 食品中重金属污染日益严重，已影响人类健康、经济和生态的可持续发展。目前用于检测重金属的方法很多，包括光谱法、电化学法、色谱法、比色法、免疫法、快速检测技术等，本文主要总结了常用检测方法和新型检测方法，以期为食品重金属检测提供参考。

关键词 重金属；检测方法；食品污染

中图分类号 TS207.5+1 文献标识码 A 文章编号 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

随着社会经济的快速发展，食品中的重金属污染越来越严重，已影响人类健康、经济和生态的可持续发展。重金属为密度>5.0 g/cm3的金属元素，如镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）、铝（Al）、银（Ag）、锡（Sn）等，约有45种[1]。重金属属于累积毒物，通过食物链在人体累积，可导致人体器官慢性中毒，危害健康[2-3]。例如日本发生的水俣病（汞污染）和骨痛病（镉污染）等公害病，均由重金属污染引起的。因此，对食品中的重金属含量进行测定是十分必要的。

1 常用检测方法

1.1 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是介于原子发射光谱和原子吸收光谱之间的光谱分析技术。其基本原理是基态原子（一般蒸汽状态）吸收合适的特定频率的輻射而被激发至高能态，而后以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。其具有灵敏度高、谱线简单、多元素同时分析、分析速度快、检测成本低等特点，也是国标GB5009规定的测定农业行业领域中重金属含量的标准方法之一[4]。周少贤等[5]曾采用硝酸-高氯酸混合酸湿法消解处理样品，以氢化物发生原子荧光法测定了饶平县柘林湾中不同养殖场的牡蛎、鱼、虾等海产品中的砷和汞。在最佳测试条件下测得砷和汞的检出限分别为0.020、0.009 μg/L，相对标准偏差为0.04%～0.11%，回收率分别为99.2%～106.2%、92.4%～108.0%[5]。

1.2 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量的基础分析方法。该方法分为火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法，为国家标准中很多元素的测定方法中最常用的方法之一，具有很多优点。周 淼等[6]曾利用火焰原子吸收光谱法对滑子菇中重金属含量进行测定分析，试验中镉、铅、锌的检出限为0.006～0.060 mg/L，回收率为90.0%～110.6%，相对标准偏差均<5%，分析结果发现检出限较低，准确率高。卢春香等[7]用石墨炉法检测铅、镉、铬，结果表明，样品的加标回收率分别为97.92%、99.06%、104.6%，标准偏差分别为8.93、0.12、0.70，变异系数分别为1.70%、0.39%、2.92%，说明该方法精确度和检出率高，重复性好。同时，原子吸收法也存在一定缺陷，如不能多种元素同时测定、标准工作曲线的线性范围窄、仪器昂贵等。

1.3 电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）具有灵敏度高、线性范围宽、检出限低、样品前处理方法简单等优点，是痕量元素分析领域中最先进的方法，应用十分广泛[8-9]。其具有比原子吸收法更低的检测限，可用于除汞以外的绝大多数重金属的测定。但是传统四极杆质谱分析过程中所存在的质谱干扰和非谱干扰，影响该方法的检测，需要进一步改进，目前已有解决方法。如李坦平等[10]建立了用电感耦合等离子体质谱法测定食品级磷酸盐中Mg、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb等12种杂质元素的分析方法，主要应用了碰撞/反应池（0RS）技术消除了多原子离子对待测元素的干扰，选用Sc、Y、In、Bi等元素为内标混合液校正基体干扰和漂移，结果表明，该改进方法对12种待测元素的检出限在0.004～0.362 μg/L之间，满足检测需求。

1.4 极谱法

极谱法是通过测定电解过程中所得到的极化电极的电流-电位（或电位-时间）曲线来确定溶液中被测物质浓度的一类电化学分析方法，分为控制电位极谱法和控制电流极谱法两大类。极谱法灵敏度高、选择性好且速度快，可以连续测定，但检出限相对较高[11]。在国标中用极谱法检测铅含量时，其检出限为0.085 mg/kg[12]。有研究显示用极谱法连续测定Au、Pt、Ir、Rh、Ru等金属时，在选定的试验条件下得到较好的分析结果，线性范围分别为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）。将样品通过阴离子交换树脂分离富集后进行分析，回收率在93%～106%之间[13]。endprint

2 新型检测方法

随着科学技术的发展，新型技术也被应用到食品中重金属元素的检测中，如生物传感技术、酶联免疫吸附法、光纤传感技术等。

2.1 生物传感技术

生物传感技术是一种将具有分子识别功能的生物识别元件和信号放大转换元件紧密结合的分析方法[14]。到目前为止，主要有的生物传感器有酶传感器、特异性蛋白生物传感器、微生物传感器3种，均能用于检测食品中重金属。以酶生物传感技术为例，Tadeusz等[15]将脲酶包埋在pH敏感铱氧化电极表面的PVC膜上，通过将反应系统电势下降的初始速率（与酶初始反应速率成正比）转化为抑制率，来检测汞和其他重金属离子。不同形态的汞离子[Hg（NO3）2、HgCl2、PhHgCl、Hg2（NO3）2]抑制效应不同，其中，无机汞的检测范围可达0.05～1.00 μmol/L。

2.2 酶联免疫吸附法

酶联免疫吸附检测方法作为近年发展起来的一种免疫学法，具有特异性强、灵敏度高的优点，可用于大批样品的检测，且检出限极低，能检测重金属浓度极低的样品[16]。酶联免疫吸附检测方法的主要瓶颈在于金属离子单克隆抗体的制备，而较容易制备的多克隆抗体又难以满足金属离子的特异性要求[17]。目前酶联免疫吸附法还未普遍运用到重金属含量检测中，但是已有一些成功的案例。如杨依锦等[18]已成功应用酶联免疫吸附方法检测了胡萝卜等食物中的铅含量。通过免疫新西兰大耳白免成功制备铅多克隆抗体，建立间接竞争ELISA检测方法，标准曲线IC50为3.48 ng/mL，IC15为0.32 ng/mL，与ICP-MS法检测结果的总符合率超过97%。未来，酶联免疫检测方法将会广泛地运用在我国的食品重金属检测中。

2.3 光纤传感技术

光纤传感器的基本原理为被监测的污染物质与光相互作用，或污染物质与敏感物质相互作用后导致光纤输出光信号的变化，通过检测光纤输出光信号的改变实现传感参数的监测。光纤传感器的组成部分为光源、光纤光路、传感头和信号调理电路等[19]。光纤传感器可分为传光型和传感型2种类型。光纤传感器具有便于微型化和集成化、易于实现监测仪器的便携化、抗电磁干扰、耐高温高压、抗腐蚀、便于遥测、可实现多参数、无损监测等特点[20-21]。我国已有利用光纤传感器检测食品中重金属含量的案例，如对基于中性载体PVC 膜的离子选择性光纤传感器进行了研究，利用分光光度法采用多媒光纤传输信号，对Cu2+ 的现场测试进行了试验，效果良好[22]。

3 结语

随着社会发展，人们日益重视食品安全，需监督检测的样品越来越多。目前的检测技术已相对比较成熟，但也存在着各种问题，如样品前处理较复杂、仪器费用高和检测时间长等。不同的方法有不同的特点，仍需进一步探索并设计出一种甚至几种更方便、快速、准确，能同时测定和连续测定的技术来检测食品中重金属含量。

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