ICP-MS技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用綜述

黃寶菊

（寧德市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，福建寧德 352100）

食品質(zhì)量安全檢測是一個重要領(lǐng)域，食品中含有豐富元素，既有人體必需的礦物質(zhì)元素，如Ca、K、P等，又含有大量有毒元素，如Cd、Hg、Pb等。隨著工農(nóng)業(yè)水平的飛速發(fā)展，食品污染問題日益嚴(yán)重。從消費者到監(jiān)管機構(gòu)各方都面臨著前所未有的壓力，需要檢測食品中的污染物及其屬性，并且在低含量的水平上更準(zhǔn)確地量化食品中污染物的存在[1]。電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）是一種多元素光譜分析方法，ICP-MS結(jié)合ICP離子源和質(zhì)譜儀，可以迅速檢測食物中含有元素的種類和濃度[2]。本文對近年來ICP-MS技術(shù)在食品安全檢驗中的元素分析應(yīng)用情況進行概述，為深入研究食品安全檢驗技術(shù)提供參考。

1 ICP-MS的食品檢驗技術(shù)概述

ICP-MS技術(shù)于1983年開始商業(yè)化應(yīng)用，并在食品質(zhì)量和安全檢驗中得到廣泛認(rèn)可。與ICP-OES相比，ICP-MS提供了更簡單的光譜解釋和同位素信息[3]。ICP-MS技術(shù)的其他重要優(yōu)點包括信噪比高、抗干擾能力強、可分析周期表中幾乎任何元素。然而，ICP-MS在食品樣品檢測中存在一定的局限性，如食品中有機基質(zhì)濃度高時，往往會導(dǎo)致基質(zhì)干擾或多原子離子的光譜干擾。使用ICP-MS法測定某些元素時會存在多原子干擾。然而，可以通過引入更有效的系統(tǒng)來消除這些干擾，如動態(tài)反應(yīng)池，將反應(yīng)池中電池放置在四極子前，四極子充滿反應(yīng)氣體（氨、甲烷、氧或氫）與食品樣品發(fā)生反應(yīng)，從而消除一些干擾[4]。ICP-MS可以與LC和GC等分離技術(shù)結(jié)合，從而形成一種完全不依賴基質(zhì)的檢驗方法[5-6]。因此ICP-MS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于如谷類、水果、蔬菜、酒類和飲用水等各類食品的檢驗分析。

2 ICP-MS技術(shù)在食品安全檢驗中的應(yīng)用

2.1 ICP-MS技術(shù)在大米檢驗中的應(yīng)用

大米是世界上部分地區(qū)的主要食物來源，水稻中的砷可能以毒性較強的無機形式（As（Ⅲ）和As（Ⅴ））存在，也可能以毒性較弱的有機形式（主要是二甲基砷酸-DMA（Ⅴ））存在。ICP-MS技術(shù)能夠從有機As中分離出無機As。進而氧化As（Ⅲ）和As（Ⅴ），以盡量減少有害成分，如HANSEN等人[7]在高砷水稻籽粒中進行四甲基砷的鑒定。孫夢寅等人[8]通過優(yōu)化消解方法，使谷類食物基質(zhì)消解更加徹底，再用ICP-MS技術(shù)同時測定谷類食物中包括75As在內(nèi)的18種微量元素，獲得了良好的效果。黃浩[9]利用ICP-MS技術(shù)檢測大米小麥中的As含量，采用CCT碰撞反應(yīng)池模式消除As總量檢測時雜質(zhì)元素的干擾，利用高效液相色譜儀確定食品中As元素形態(tài)，證明了該方法在食品檢驗中具有簡便、速度快、靈敏度高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點。

2.2 ICP-MS技術(shù)在水果檢驗中的應(yīng)用

水果中富含許多微量元素、礦物質(zhì)和各類纖維素，還有許多對人體有害的微量元素。例如，一些國內(nèi)外學(xué)者報道稱蘋果汁可能含有高含量的砷。以無機形式存在的砷（As（III）和As（V））具有劇毒，而有機形式的砷（如砷甜菜堿）被認(rèn)為是無毒的。ICPMS技術(shù)在水果元素測定中發(fā)揮重要作用，洪月玲等人[10]利用該方法測定10種水果中鉛、銅、鎳、鎘等元素的含量，發(fā)現(xiàn)草莓及葡萄中Cr元素含量較其他水果偏高，西瓜和奇異果中Ni的含量較其他水果高，在水果分析中具有很好的應(yīng)用效果。

2.3 ICP-MS技術(shù)在蔬菜檢驗中的應(yīng)用

近年來，居民食用蔬菜有害元素超標(biāo)現(xiàn)象頻出。常規(guī)的蔬菜重金屬檢測方法有原子吸收分光光度法[11]、原子熒光分光光度法[12]、ICP-AES法等[13]，前幾種方法需要對單個元素進行逐一分析，不僅測定速度慢，而且對于某些特定元素的檢出能力低，靈敏度差。而利用ICP-MS[14-15]，可準(zhǔn)確又快速地對蔬菜樣品中幾十種元素同時進行測定，適用于各類蔬菜大批量多種元素同時檢測。

2.4 ICP-MS技術(shù)在酒類檢驗中的應(yīng)用

酒的口味影響因素研究較多，而關(guān)于酒的微量元素分析與測定的研究則較少。酒中含有豐富的微量元素，這些微量元素對酒的品質(zhì)和安全度起著決定性作用[16]。ICP-MS技術(shù)目前是酒類元素檢測中最有優(yōu)勢的方法。CASTINEIRA[17]分別利用該技術(shù)與全反射X射線熒光分析法對葡萄酒進行了多種元素分析，證明了ICP-MS技術(shù)檢驗范圍更廣，更適合于酒品的安全檢驗。張建等[18]利用該技術(shù)對白酒進行元素檢驗測量，獲得白酒中容易被容器污染的28種有害元素，并證明了在生產(chǎn)白酒過程中，白酒不會受到管道、容器的污染而損壞品質(zhì)。

2.5 ICP-MS技術(shù)在飲用水檢驗中的應(yīng)用

飲用水的水質(zhì)對人的健康起重要作用。飲用水中含有許多微量元素，例如，鉻（Cr）通常以一種以上的化學(xué)形式存在存在于飲用水中，Cr（III）是人體必需的化合物，參與人體的很多代謝過程，而Cr（VI）具有很高的毒性。因此，飲用水樣品中的總鉻含量對人體健康十分重要。ICP-MS能高效分析鉻的含量和形態(tài)。逯義[19]建立了用ICP-MS法同時測定水中砷、鉛、鐵、鉻和鈷等種元素含量的測定方法，并利用該方法展開了對城市自來水水源、鄉(xiāng)村生活用水的檢測，為控制飲用水提供了重要的技術(shù)支持。莫曦明等人[20]采用ICP-MS技術(shù)對飲用水中6價鉻的含量進行測定，證明該方法具有良好的準(zhǔn)確度和元素之間的干擾少，且能用于不同基體飲用水水質(zhì)的檢測。此外，該技術(shù)還在牛奶、營養(yǎng)品、中草藥、半導(dǎo)體等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，已成為不可或缺的一種元素檢測手段。

3 ICP-MS在食品安全檢驗中的應(yīng)用展望

ICP-MS的元素檢驗?zāi)芰姟z測限低、精度高，在食品檢驗中發(fā)揮著重大作用，在谷類、蔬菜、水果、酒類及飲用水等食品種類檢驗中得到了廣泛應(yīng)用，成為食品安全檢驗的一種強有力的手段，給食品安全檢測領(lǐng)域帶來新的變革，給人們的生活帶來較大的便利。這種技術(shù)有望被廣泛推廣，以期食品安全隱患能夠被及時發(fā)現(xiàn)并解決。通過科研工作者的不斷努力，這種技術(shù)將會越來越成熟，在我國食品質(zhì)量安全領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。目前，ICP-MS檢驗技術(shù)仍在不斷改進中，以達到更快的檢驗速度、更高的精度和實現(xiàn)在更多食品種類檢測的應(yīng)用。