食品中重金属元素检测的专利技术进展

□ 姚雪漫 张秋萍 王春民 苏州市疾病预防控制中心

重金属通常是指密度在4.5 g/cm3以上的金属，重金属进入人体后会在人体内累积，并造成不可逆转的损害。“镉米”事件、儿童血铅超标事件、“癌症村”事件、“皮革奶”事件等都是由食品中重金属超标造成的。针对层出不穷的食品安全问题，我国的食品监督管理部门、食品相关企业、第三方检测机构等日益重视食品中重金属元素的检测。尤其是在涉及铅、镉、汞、铬、铝与砷等危害性较强的重金属检测中，在满足食品安全国家标准要求的基础上，相关研究人员应积极探索更加快速准确的检测方法。

1 基于仪器分析的检测方法

与传统的化学分析方法相比，仪器分析具有灵敏度高、检出限低、选择性好与分析速度快等优势，目前是食品重金属检测领域的主流手段，而且在相关食品安全国家标准中，原子吸收仪、ICP—MS 检测方法多作为第一法用于食品中金属元素检测。而相关的专利申请多集中在样品前处理、金属元素的分离和富集、仪器工作条件优化、多元素分析及评估方法的建立方面。

在食品样品前处理方面，专利CN 104749240 A 中采用的前处理手段是将蔬菜制成蔬菜粉末后直接进入单颗粒气溶胶质谱仪进行检测，实现了蔬菜中重金属元素形态分析和定性定量分析的同步进行。

在金属元素的分离和富集方面。专利CN 108318571 A 中采用磁性重金属吸附剂富集水产品中的重金属离子后，利用ICP—MS 测定铅、铬、镉与汞的含量，避免使用强酸进行消解；专利CN 106769926 A 中利用羟基化多壁碳纳米管对铜、镉和铅的强选择性吸附能力，从经消解的茶油中富集和分离出了这3 种重金属离子，该方法的检测限较低，富集能力较高。

在仪器工作条件的优化方面，专利CN 104374725 A 在检测南美白对虾中重金属元素时，优化了原子吸收测试仪的干燥温度、灰化温度和原子温度等条件；专利CN 110988099 A在测定水稻中重金属元素时，对ICP—MS 的工作条件进行优化，得到的方法稳定性和准确度均较高。

在样品评估方法建立方面。专利CN 104111264 A 在利用X 荧光射线法分析稻谷中镉和铅元素含量时，建立了重金属元素污染的综合评价方法；专利CN 107944672 A 所建立的冬虫夏草风险评估方法，以是不同的砷形态含量来评估其暴露风险。

2 基于生物技术的检测方法

相较于比较成熟的仪器分析检测方法，利用特异性的酶、蛋白质、核酸、抗体甚至是微生物等生物技术方法开展食品中重金属元素检测还处于初步发展阶段，相关专利研究成果多由高校和科研机构掌握，但是这些技术在检测速度、经济性、便携性等方面具有潜在的优势，具有实现商业化的价值。

上海交通大学周培等人在2013 年所申请的专利CN 103160504 A 中利用改进的DNA zyme8—17 制备核酸荧光探针，实现室温下低浓度铅离子的快速检出。中国农业大学徐文涛等人在专利CN 109022561 A 中通过对引物和模板的设计，制得了功能核酸比色传感器，其能够在汞、铜离子存在的条件下，在10 min 内进行PCR 反应，实现对铜、汞离子的快速、可视化检测。

中国科学院烟台海岸带研究所陈令新等人的专利CN 110305822 A中公开了用噬甲基菌可以实现饮用水、地表淡水、海水中铅、汞重金属离子的快速响应和预警。在专利CN 110283768 A 中利用合成生物学技术改造大肠杆菌，使其在汞离子的作用下能够表达乙烯生成酶，进而产生不同强度的乙烯信号，达到检测汞离子的目的。

江南大学胥传来等人在专利CN 110646605 A 中公开了一株可分泌抗铅离子特异抗体的单克隆杂交瘤细胞株，并将其产生的特异性抗体进行固定化，得到稳定的快速检测试纸条，无需大型仪器设备，即能大规模地对粮食及其加工产品中的残留重金属铅进行快速检测，更加适合现场检测，具有良好的应用前景。

3 结语

随着国民生活水平的提高，人们的健康意识在逐步提升，对食品安全的重视度越来越高，国家对食品安全风险的监测强度和力度也逐年增大。但仍然会各种不确定因素会导致食品中某些重金属元素含量超标，因此必须通过科学合理的技术方法对各类食品中的重金属元素开展检测，现有的相关技术方法也需要在稳定性、快速性、准确性和便携性等方面进一步完善。