【摘要】本文綜述了目前常用的快速檢測(cè)方法，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)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(zhǔn)確性，但設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜；而基于生物傳感器的方法具有快速、靈敏和便攜的特點(diǎn)，但對(duì)樣品預(yù)處理要求較高。因此，綜合考慮各種快速檢測(cè)方法的特點(diǎn)和適用范圍，結(jié)合實(shí)際需求，選擇合適的快速檢測(cè)方法對(duì)食品中的痕量重金屬殘留進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】食品安全；痕量重金屬殘留；快速檢測(cè)；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(duì)人體健康存在潛在的危害，因此對(duì)食品中的痕量重金屬進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)具有重要意義。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法通常耗時(shí)、操作復(fù)雜，無(wú)法滿(mǎn)足食品安全監(jiān)管中快速檢測(cè)的需求。因此，研究和發(fā)展快速檢測(cè)方法成為當(dāng)前食品安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文旨在綜述目前常用的快速檢測(cè)方法，評(píng)估其優(yōu)缺點(diǎn)，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(cè)的重要性

食品安全是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，而痕量重金屬殘留是當(dāng)前食品安全領(lǐng)域的重要問(wèn)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(guò)量攝入會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。因此，對(duì)食品中痕量重金屬殘留進(jìn)行檢測(cè)具有重要意義。

首先，痕量重金屬殘留檢測(cè)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(guān)系到人們的健康和生活質(zhì)量。痕量重金屬可能通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，長(zhǎng)期積累會(huì)導(dǎo)致人體發(fā)生慢性中毒等問(wèn)題。因此，及時(shí)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(cè)對(duì)食品安全監(jiān)管具有重要意義。政府和相關(guān)部門(mén)對(duì)食品市場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)管，確保食品符合安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。痕量重金屬殘留檢測(cè)是食品安全監(jiān)管的重要環(huán)節(jié)之一。通過(guò)對(duì)食品樣品進(jìn)行痕量重金屬殘留檢測(cè)，可以評(píng)估食品中的污染程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題食品并采取相應(yīng)的控制措施。這有助于防止不合格食品流入市場(chǎng)，保護(hù)消費(fèi)者的權(quán)益，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。

最后，痕量重金屬殘留檢測(cè)還對(duì)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(gè)關(guān)乎人們生命健康的重要行業(yè)，而可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今社會(huì)的追求目標(biāo)之一。通過(guò)對(duì)食品中痕量重金屬殘留的檢測(cè)，可以促使食品生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理，減少重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)，有助于提高食品企業(yè)的整體水平，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(cè)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(cè)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(jìn)行檢測(cè)。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(hào)，通過(guò)測(cè)量信號(hào)的變化來(lái)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(hào)用于檢測(cè)和定量分析。生物傳感器方法操作簡(jiǎn)便，適用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，具有快速、靈敏和便攜的特點(diǎn)。然而，生物傳感器方法對(duì)樣品預(yù)處理要求較高，需要提取和凈化目標(biāo)物質(zhì)，以保證檢測(cè)的準(zhǔn)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(shù)，用于測(cè)量物質(zhì)對(duì)特定波長(zhǎng)光線(xiàn)的吸收程度。吸收光譜法通過(guò)測(cè)量樣品對(duì)入射光的吸收量而獲得樣品的吸收光譜圖，并進(jìn)一步分析樣品中的化學(xué)成分、濃度或其他相關(guān)參數(shù)。吸收光譜法在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。以下將詳細(xì)介紹吸收光譜法的原理、儀器構(gòu)成和應(yīng)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(dāng)光通過(guò)樣品時(shí)，樣品中的分子或離子會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光，導(dǎo)致光的強(qiáng)度減弱。吸收光譜法測(cè)量的是樣品對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度，通常使用紫外可見(jiàn)光譜（UV-Vis）和紅外光譜（IR）兩種常見(jiàn)的光譜范圍。

在吸收光譜法中，光源產(chǎn)生的光經(jīng)過(guò)樣品后，光探測(cè)器測(cè)量透射光或反射光的強(qiáng)度，通過(guò)比較入射光和透射光（或反射光）的強(qiáng)度差異，可以確定樣品對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收程度。吸收光譜的圖形通常以波長(zhǎng)（或頻率）為橫坐標(biāo)，吸光度（或透射率）為縱坐標(biāo)，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(xué)濾波器、光探測(cè)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(xiàn)通過(guò)樣品時(shí)與樣品發(fā)生相互作用。光柵或光學(xué)濾波器用于選擇特定波長(zhǎng)的光，并將其引導(dǎo)到光探測(cè)器。光探測(cè)器可以是光電二極管、光電倍增管或光譜儀等，用于測(cè)量透射光或反射光的強(qiáng)度。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于記錄和分析測(cè)量得到的光譜數(shù)據(jù)。

吸收光譜法在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在化學(xué)分析中，吸收光譜法可以用于定量分析和質(zhì)量控制，如測(cè)定藥物中的成分含量、監(jiān)測(cè)環(huán)境中的污染物濃度等；在生物科學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)分析法

1）電化學(xué)分析法具有高靈敏度和選擇性，可以對(duì)食品中痕量重金屬進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。常用的電化學(xué)分析技術(shù)包括極譜法、安培法和電化學(xué)阻抗譜法等。這些方法通過(guò)測(cè)量電流、電勢(shì)或電荷的變化，可以對(duì)食品樣品中的重金屬進(jìn)行定量或定性分析。由于重金屬在電化學(xué)過(guò)程中通常表現(xiàn)出特定的電化學(xué)行為，因此可以通過(guò)電化學(xué)分析方法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

2）電化學(xué)分析法具有快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，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(xué)分析法具有操作簡(jiǎn)單、分析速度快的優(yōu)勢(shì)。這使得電化學(xué)分析法在食品行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，可以對(duì)大批量的食品樣品進(jìn)行快速分析，提高分析效率和生產(chǎn)效益。

3）電化學(xué)分析法還具有較低的檢測(cè)限和較寬的線(xiàn)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(cè)通常需要高靈敏度的檢測(cè)方法。電化學(xué)分析法可以通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件和選擇合適的電極材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同濃度范圍的重金屬進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。這使得電化學(xué)分析法在食品中痕量重金屬殘留的監(jiān)測(cè)和控制中具有重要意義。

4）電化學(xué)分析法在食品中痕量重金屬殘留分析上具有良好的應(yīng)用前景。隨著人們對(duì)食品安全的關(guān)注不斷增加，對(duì)痕量重金屬殘留的監(jiān)測(cè)和控制要求也越來(lái)越高。電化學(xué)分析法作為一種準(zhǔn)確、快速、靈敏的分析方法，可以滿(mǎn)足食品行業(yè)對(duì)痕量重金屬殘留分析的需求。未來(lái)，隨著電化學(xué)分析技術(shù)的不斷發(fā)展和改進(jìn)，相信電化學(xué)分析法在食品中痕量重金屬殘留分析領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更大的作用，為食品安全保障提供有效的技術(shù)支持。

5）電化學(xué)分析法在食品中痕量重金屬殘留分析上具有廣泛的應(yīng)用。高靈敏度、快速簡(jiǎn)便、較低的檢測(cè)限和較寬的線(xiàn)性范圍等特點(diǎn)使電化學(xué)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(guò)電化學(xué)分析法，我們可以準(zhǔn)確測(cè)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(fèi)者健康保障提供可靠的技術(shù)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(cè)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(guò)質(zhì)譜儀進(jìn)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(jìn)行檢測(cè)。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(zhǔn)確測(cè)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(shí)測(cè)定多種元素，包括常見(jiàn)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(shì)，能夠全面評(píng)估食品中的重金屬污染狀況。

3）ICP-MS具有寬線(xiàn)性范圍和準(zhǔn)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(xiàn)性范圍和準(zhǔn)確的定量能力。ICP-MS通過(guò)優(yōu)化儀器參數(shù)和樣品前處理方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同濃度范圍內(nèi)的重金屬進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，滿(mǎn)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(cè)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(shù)，可以準(zhǔn)確測(cè)定食品中痕量重金屬殘留，監(jiān)測(cè)食品安全，并為食品行業(yè)的質(zhì)量控制提供科學(xué)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(yīng)用，其高靈敏度、高選擇性、寬線(xiàn)性范圍和準(zhǔn)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(guò)ICP-MS技術(shù)，可以對(duì)食品樣品中的痕量重金屬進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，為食品安全監(jiān)測(cè)和質(zhì)量控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持，保障消費(fèi)者的健康和權(quán)益。未來(lái)，隨著ICP-MS技術(shù)的不斷發(fā)展和改進(jìn)，相信其在食品中痕量重金屬殘留分析領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更重要的作用。

3結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際應(yīng)用中，綜合應(yīng)用不同的檢測(cè)方法可以提高檢測(cè)的準(zhǔn)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(duì)樣品進(jìn)行初步篩查，再使用生物傳感器方法對(duì)篩查結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)。此外，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新的快速檢測(cè)方法和檢測(cè)儀器也在不斷涌現(xiàn)，如基于納米材料的傳感器、光學(xué)傳感器等，其都具有更高的靈敏度和更快的檢測(cè)速度。

食品中痕量重金屬殘留的快速檢測(cè)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(cè)方法，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較和分析。綜合考慮各種方法的特點(diǎn)和適用范圍，選擇合適的快速檢測(cè)方法對(duì)食品中痕量重金屬殘留進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有重要意義。未來(lái)的研究應(yīng)進(jìn)一步探索新的檢測(cè)技術(shù)和方法，提高檢測(cè)的靈敏度、準(zhǔn)確性和便攜性，以滿(mǎn)足食品安全監(jiān)管的需求。

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【作者簡(jiǎn)介】

王潤(rùn)，女，1991年出生，工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)槭称钒踩?/p>

（編輯：李鈺雙）