大米中鎘含量測(cè)定方法

□ 李婷婷 李 玲 淄博市疾病預(yù)防控制中心

現(xiàn)代社會(huì)中，大米鎘含量超標(biāo)事件頻繁出現(xiàn)，2013年大規(guī)模鎘超標(biāo)大米出現(xiàn)于廣東農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；2017年，環(huán)保人員實(shí)名舉報(bào)九江市九江縣耕地中重金屬鎘超標(biāo)，社會(huì)議論紛紛，密切關(guān)注。怎樣提高檢測(cè)能力，避免鎘含量超標(biāo)大米流入到市場(chǎng)是現(xiàn)階段重點(diǎn)探究的問(wèn)題。

1 幾種常見(jiàn)的鎘含量測(cè)定方法

1.1 火焰原子吸收光譜法（FAAS)

FAAS又稱原子分光光度法，是基于待測(cè)元素的基態(tài)原子蒸汽對(duì)其特征譜線的吸收，由特征譜線的特征性和譜線被減弱的程度對(duì)待測(cè)元素進(jìn)行定性定量分析的一種儀器分析的方法[1]。這一測(cè)定方法操作比較簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性較強(qiáng)，能夠迅速獲取結(jié)果。然而，這一方法霧化效果差異較大，影響靈敏度的因素較多。對(duì)于痕量鎘的測(cè)定難度較大。

1.2 石墨爐原子吸收法（GF-AAS）

GF-AAS是現(xiàn)階段食物鎘含量測(cè)定的主要方法，具有精確度高、干擾小、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)納入到了GB 5009.15-2014 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中[2]。這一測(cè)定方法缺陷在于耗價(jià)成本較高。GF-AAS原理是高溫狀態(tài)下石墨管誘發(fā)樣品逐漸蒸發(fā)，在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，鎘對(duì)波長(zhǎng)為228.8 nm的共振線的吸收值與其含量成正比，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸收值即可對(duì)鎘含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。

1.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法，基于X射線熒光光譜分析理論，對(duì)X射線管產(chǎn)生的X射線進(jìn)行數(shù)字高壓電源控制，通過(guò)濾光、光路準(zhǔn)直系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的約束、剪裁及衰弱而產(chǎn)生入射樣品（擁有特點(diǎn)光譜分布的射線）。樣品中等待檢測(cè)的元素受到刺激后出現(xiàn)特征X射線，并被高性能硅漂移探測(cè)器所吸收，通過(guò)相對(duì)應(yīng)的軟件進(jìn)行處理，進(jìn)而精準(zhǔn)定量。

1.4 紫外分光光度法（UV)

UV，其原理在于被測(cè)試樣品對(duì)紫外-可見(jiàn)光輻射進(jìn)行選擇性吸收，將顯色劑置入針對(duì)性處理后的被測(cè)試樣品中，顯色劑同鎘離子反應(yīng)，產(chǎn)生穩(wěn)定性較強(qiáng)的有色絡(luò)合物，然后對(duì)其進(jìn)行定量測(cè)定。這一檢測(cè)方法儀器與操作較為簡(jiǎn)單，但是極易被外界因素所干擾，選擇性較差。另外，UV法的關(guān)鍵在于顯色劑。其中卟啉試劑是最新研究的測(cè)鎘試劑，其共軛雙鍵結(jié)構(gòu)明顯，能夠迅速同鎘反應(yīng)，出現(xiàn)絡(luò)合物的顯色反應(yīng)，穩(wěn)定性強(qiáng)，靈敏度高，能夠測(cè)定ppb級(jí)鎘。偶氮試劑也比較常見(jiàn)，靈敏度較高，然而選擇性較差[3]。

1.5 電化學(xué)生物傳感器法

電化學(xué)生物傳感器則是一種能夠?qū)⑻綔y(cè)到的生物大分子信號(hào)轉(zhuǎn)換為其他信號(hào)如電信號(hào)等的形式輸出的裝置。操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、測(cè)定速度快、成本投入少。但是，這一種測(cè)定方法面臨著體內(nèi)測(cè)定、細(xì)胞內(nèi)測(cè)定、單分子分析和在線分析等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，隨著生物芯片、等離子體等高科技術(shù)的發(fā)展，電化學(xué)生物傳感器的性能、種類進(jìn)一步豐富，測(cè)定結(jié)果更精準(zhǔn)。

1.6 免疫分析法

免疫分析法，則是抗原體抗反應(yīng)與靈敏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合的一種技術(shù)，是一種比較常見(jiàn)的測(cè)定方法[4]。鎘原子雖然不具有抗原性特征，可將其視為半抗原。對(duì)于鎘免疫分析法，鎘完全抗原的制備是重點(diǎn)，大致流程為設(shè)計(jì)與合成半抗原分子，將其同載體蛋白相融合，再利用抗原抗體的特異性反應(yīng)即可完成檢測(cè)。

2 以原子吸收光譜法、試劑比色檢測(cè)分析法為例

2.1 材料與方法

2.1.1 材料

由淄博市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局提供大米樣品，鎘含量大約為0.298 4 mg/kg。

2.1.2 主要試劑

由國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供硝酸、高氯酸、磷酸二氫銨、過(guò)氧化氫等試劑；由北京鋼研納克檢測(cè)技術(shù)公司提供鎘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

2.1.3 主要儀器

AA6300C石墨爐原子吸收分光光度計(jì)、SH200N 石墨消解儀、ZWL －LSI－10 超純水機(jī)、ME204E 電子天平、QE 200 g萬(wàn)能粉碎機(jī)。

2.1.4 方法

（1）石墨爐原子吸收光譜法

基于國(guó)標(biāo)GB/T 5009.15-2104《食品中鎘的測(cè)定》中第一法測(cè)定樣品鎘含量。量取0.1 μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液0.0、0.5、1.0、2.0、0.3 mL與4.0 mL，分別置入到100 mL容量瓶中進(jìn)行稀釋與定容，調(diào)配出0.0、0.5、1.0、2.0、3.0 μg/L與 4.0 μg/L的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別抽取20 μL放到石墨爐中對(duì)吸光度進(jìn)行測(cè)定，鎘濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，取10次測(cè)定結(jié)果制作吸光度－濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，對(duì)精密度與準(zhǔn)確度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算[5-6]。

（2）試劑比色檢測(cè)分析法

科學(xué)調(diào)配顯色試劑，并同大米中鎘元素進(jìn)行反應(yīng)，試液的顏色發(fā)生變化，通過(guò)對(duì)比顏色，進(jìn)而來(lái)評(píng)價(jià)重金屬實(shí)際含量。

2.2 結(jié)果

據(jù)統(tǒng)計(jì)得知，兩種方法測(cè)定大米鎘含量的準(zhǔn)確度較為相近，相比之下重金屬快速檢測(cè)法的精度更優(yōu)。

表1 兩種方法測(cè)定鎘含量結(jié)果對(duì)比

2.3 結(jié)論

石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定大米鎘含量準(zhǔn)確地高，但是操作流程十分復(fù)雜，檢測(cè)費(fèi)高，同時(shí)需使用腐蝕性較強(qiáng)的硝酸、高氯酸。由于測(cè)定過(guò)程中使用了較多的試劑，空白值偏高，重復(fù)性低。試劑比色檢測(cè)分析法能夠無(wú)損檢測(cè)粒狀或粉狀的大米，操作便捷，成本投入少，屬于一種檢驗(yàn)快速、綠色環(huán)保的檢測(cè)方法，可精確定量[7]。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)大米鎘含量的測(cè)定方法多樣，各具優(yōu)劣勢(shì)。其中，火焰原子吸收光譜法操作簡(jiǎn)單，可迅速獲取結(jié)果，測(cè)定高濃度元素時(shí)較為穩(wěn)定；石墨爐原子吸收法具有選擇性高、靈敏度高、精準(zhǔn)度高等優(yōu)勢(shì)，然而在線檢測(cè)時(shí)干擾因素較多，也無(wú)法同時(shí)分析各種元素。UV法檢測(cè)儀器與方法簡(jiǎn)單，靈敏度高，成本低，但是選擇性較低，干擾因素較多。電化學(xué)生物傳感器法具有選擇性高、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，也能夠同時(shí)分析各種元素，但是費(fèi)用較高，污染風(fēng)險(xiǎn)高。綜上所述，各種測(cè)定方法均存在利弊，應(yīng)根據(jù)被測(cè)樣品的具體特征，選取最佳的測(cè)定方法，確保結(jié)果的精準(zhǔn)度。