大米中镉含量测定方法

□ 李婷婷 李 玲 淄博市疾病预防控制中心

现代社会中，大米镉含量超标事件频繁出现，2013年大规模镉超标大米出现于广东农贸市场；2017年，环保人员实名举报九江市九江县耕地中重金属镉超标，社会议论纷纷，密切关注。怎样提高检测能力，避免镉含量超标大米流入到市场是现阶段重点探究的问题。

1 几种常见的镉含量测定方法

1.1 火焰原子吸收光谱法（FAAS)

FAAS又称原子分光光度法，是基于待测元素的基态原子蒸汽对其特征谱线的吸收，由特征谱线的特征性和谱线被减弱的程度对待测元素进行定性定量分析的一种仪器分析的方法[1]。这一测定方法操作比较简单，稳定性较强，能够迅速获取结果。然而，这一方法雾化效果差异较大，影响灵敏度的因素较多。对于痕量镉的测定难度较大。

1.2 石墨炉原子吸收法（GF-AAS）

GF-AAS是现阶段食物镉含量测定的主要方法，具有精确度高、干扰小、操作简单等优势，已经纳入到了GB 5009.15-2014 食品安全国家标准中[2]。这一测定方法缺陷在于耗价成本较高。GF-AAS原理是高温状态下石墨管诱发样品逐渐蒸发，在一定质量浓度范围内，镉对波长为228.8 nm的共振线的吸收值与其含量成正比，对比标准系列溶液的吸收值即可对镉含量进行准确测定。

1.3 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法，基于X射线荧光光谱分析理论，对X射线管产生的X射线进行数字高压电源控制，通过滤光、光路准直系统相对应的约束、剪裁及衰弱而产生入射样品（拥有特点光谱分布的射线）。样品中等待检测的元素受到刺激后出现特征X射线，并被高性能硅漂移探测器所吸收，通过相对应的软件进行处理，进而精准定量。

1.4 紫外分光光度法（UV)

UV，其原理在于被测试样品对紫外-可见光辐射进行选择性吸收，将显色剂置入针对性处理后的被测试样品中，显色剂同镉离子反应，产生稳定性较强的有色络合物，然后对其进行定量测定。这一检测方法仪器与操作较为简单，但是极易被外界因素所干扰，选择性较差。另外，UV法的关键在于显色剂。其中卟啉试剂是最新研究的测镉试剂，其共轭双键结构明显，能够迅速同镉反应，出现络合物的显色反应，稳定性强，灵敏度高，能够测定ppb级镉。偶氮试剂也比较常见，灵敏度较高，然而选择性较差[3]。

1.5 电化学生物传感器法

电化学生物传感器则是一种能够将探测到的生物大分子信号转换为其他信号如电信号等的形式输出的装置。操作简单、灵敏度高、测定速度快、成本投入少。但是，这一种测定方法面临着体内测定、细胞内测定、单分子分析和在线分析等严峻挑战。目前，随着生物芯片、等离子体等高科技术的发展，电化学生物传感器的性能、种类进一步丰富，测定结果更精准。

1.6 免疫分析法

免疫分析法，则是抗原体抗反应与灵敏监测系统相结合的一种技术，是一种比较常见的测定方法[4]。镉原子虽然不具有抗原性特征，可将其视为半抗原。对于镉免疫分析法，镉完全抗原的制备是重点，大致流程为设计与合成半抗原分子，将其同载体蛋白相融合，再利用抗原抗体的特异性反应即可完成检测。

2 以原子吸收光谱法、试剂比色检测分析法为例

2.1 材料与方法

2.1.1 材料

由淄博市质量技术监督局提供大米样品，镉含量大约为0.298 4 mg/kg。

2.1.2 主要试剂

由国药集团化学试剂有限公司提供硝酸、高氯酸、磷酸二氢铵、过氧化氢等试剂；由北京钢研纳克检测技术公司提供镉标准储备液。

2.1.3 主要仪器

AA6300C石墨炉原子吸收分光光度计、SH200N 石墨消解仪、ZWL －LSI－10 超纯水机、ME204E 电子天平、QE 200 g万能粉碎机。

2.1.4 方法

（1）石墨炉原子吸收光谱法

基于国标GB/T 5009.15-2104《食品中镉的测定》中第一法测定样品镉含量。量取0.1 μg/mL镉标准使用液0.0、0.5、1.0、2.0、0.3 mL与4.0 mL，分别置入到100 mL容量瓶中进行稀释与定容，调配出0.0、0.5、1.0、2.0、3.0 μg/L与 4.0 μg/L的镉标准溶液，分别抽取20 μL放到石墨炉中对吸光度进行测定，镉浓度为横坐标、吸光度为纵坐标，取10次测定结果制作吸光度－浓度标准曲线，对精密度与准确度进行准确计算[5-6]。

（2）试剂比色检测分析法

科学调配显色试剂，并同大米中镉元素进行反应，试液的颜色发生变化，通过对比颜色，进而来评价重金属实际含量。

2.2 结果

据统计得知，两种方法测定大米镉含量的准确度较为相近，相比之下重金属快速检测法的精度更优。

表1 两种方法测定镉含量结果对比

2.3 结论

石墨炉原子吸收光谱法测定大米镉含量准确地高，但是操作流程十分复杂，检测费高，同时需使用腐蚀性较强的硝酸、高氯酸。由于测定过程中使用了较多的试剂，空白值偏高，重复性低。试剂比色检测分析法能够无损检测粒状或粉状的大米，操作便捷，成本投入少，属于一种检验快速、绿色环保的检测方法，可精确定量[7]。

3 结语

针对大米镉含量的测定方法多样，各具优劣势。其中，火焰原子吸收光谱法操作简单，可迅速获取结果，测定高浓度元素时较为稳定；石墨炉原子吸收法具有选择性高、灵敏度高、精准度高等优势，然而在线检测时干扰因素较多，也无法同时分析各种元素。UV法检测仪器与方法简单，灵敏度高，成本低，但是选择性较低，干扰因素较多。电化学生物传感器法具有选择性高、灵敏度高等优势，也能够同时分析各种元素，但是费用较高，污染风险高。综上所述，各种测定方法均存在利弊，应根据被测样品的具体特征，选取最佳的测定方法，确保结果的精准度。