ICP-MS技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用綜述

黃寶菊

摘 要：隨著科技水平的極速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量水平越來(lái)越高，對(duì)食品安全提出了更高的要求?，F(xiàn)階段，先進(jìn)的食品安全監(jiān)測(cè)技術(shù)被運(yùn)用到了日常生活中，提高了食品安全監(jiān)測(cè)效率，電感耦合等離子體質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)能快速準(zhǔn)確地測(cè)定食品中微量元素，是一種準(zhǔn)確度高和速度快的食品安全檢測(cè)技術(shù)，擁有廣泛的發(fā)展前景。本文概述了電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)在食品安全檢測(cè)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀及其未來(lái)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：ICP-MS;食品安全檢測(cè);應(yīng)用

Summary of the Application of ICP-MS Technology in

Food Inspection

HUANG Baoju

（Ningde City Product Quality Inspection Institute， Ningde 352100， China）

Abstract： With the rapid development of science and technology level， people's quality of life is getting higher and higher， which has put forward higher requirements for food safety.At this stage a batch after batch of advanced food safety monitoring technology has been applied to daily life， to food safety monitoring efficiency brought a qualitative leap， inductively coupled plasma mass spectrometry detection technology can quickly and accurately determine food trace elements， is a kind of accuracy and fast food safety detection technology， has a wide range of development prospects.This paper outlines the current application of inductively coupled plasma mass spectrometry in food safety detection and its future development prospects.

Keywords： ICP-MS; food safety testing; application

食品質(zhì)量安全檢測(cè)是一個(gè)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(wèn)題日益嚴(yán)重。從消費(fèi)者到監(jiān)管機(jī)構(gòu)各方都面臨著前所未有的壓力，需要檢測(cè)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(cè)食物中含有元素的種類和濃度[2]。本文對(duì)近年來(lái)ICP-MS技術(shù)在食品安全檢驗(yàn)中的元素分析應(yīng)用情況進(jìn)行概述，為深入研究食品安全檢驗(yàn)技術(shù)提供參考。

1 ICP-MS的食品檢驗(yàn)技術(shù)概述

ICP-MS技術(shù)于1983年開(kāi)始商業(yè)化應(yīng)用，并在食品質(zhì)量和安全檢驗(yàn)中得到廣泛認(rèn)可。與ICP-OES相比，ICP-MS提供了更簡(jiǎn)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(diǎn)包括信噪比高、抗干擾能力強(qiáng)、可分析周期表中幾乎任何元素。然而，ICP-MS在食品樣品檢測(cè)中存在一定的局限性，如食品中有機(jī)基質(zhì)濃度高時(shí)，往往會(huì)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(cè)定某些元素時(shí)會(huì)存在多原子干擾。然而，可以通過(guò)引入更有效的系統(tǒng)來(lái)消除這些干擾，如動(dòng)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(yàn)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(yàn)分析。

2 ICP-MS技術(shù)在食品安全檢驗(yàn)中的應(yīng)用

2.1 ICP-MS技術(shù)在大米檢驗(yàn)中的應(yīng)用

大米是世界上部分地區(qū)的主要食物來(lái)源，水稻中的砷可能以毒性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)形式（As（Ⅲ）和As（Ⅴ））存在，也可能以毒性較弱的有機(jī)形式（主要是二甲基砷酸-DMA（Ⅴ））存在。ICP-MS技術(shù)能夠從有機(jī)As中分離出無(wú)機(jī)As。進(jìn)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(jìn)行四甲基砷的鑒定。孫夢(mèng)寅等人[8]通過(guò)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(shí)測(cè)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(cè)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(cè)時(shí)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(yàn)中具有簡(jiǎn)便、速度快、靈敏度高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 ICP-MS技術(shù)在水果檢驗(yàn)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(duì)人體有害的微量元素。例如，一些國(guó)內(nèi)外學(xué)者報(bào)道稱蘋果汁可能含有高含量的砷。以無(wú)機(jī)形式存在的砷（As（III）和As（V））具有劇毒，而有機(jī)形式的砷（如砷甜菜堿）被認(rèn)為是無(wú)毒的。ICP-MS技術(shù)在水果元素測(cè)定中發(fā)揮重要作用，洪月玲等人[10]利用該方法測(cè)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(yàn)中的應(yīng)用

近年來(lái)，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(cè)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(duì)單個(gè)元素進(jìn)行逐一分析，不僅測(cè)定速度慢，而且對(duì)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(duì)蔬菜樣品中幾十種元素同時(shí)進(jìn)行測(cè)定，適用于各類蔬菜大批量多種元素同時(shí)檢測(cè)。

2.4 ICP-MS技術(shù)在酒類檢驗(yàn)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(cè)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(duì)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(cè)中最有優(yōu)勢(shì)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(duì)葡萄酒進(jìn)行了多種元素分析，證明了ICP-MS技術(shù)檢驗(yàn)范圍更廣，更適合于酒品的安全檢驗(yàn)。張建等[18]利用該技術(shù)對(duì)白酒進(jìn)行元素檢驗(yàn)測(cè)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(guò)程中，白酒不會(huì)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(yàn)中的應(yīng)用

飲用水的水質(zhì)對(duì)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(guò)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(duì)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(shí)測(cè)定水中砷、鉛、鐵、鉻和鈷等種元素含量的測(cè)定方法，并利用該方法展開(kāi)了對(duì)城市自來(lái)水水源、鄉(xiāng)村生活用水的檢測(cè)，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(duì)飲用水中6價(jià)鉻的含量進(jìn)行測(cè)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(cè)。此外，該技術(shù)還在牛奶、營(yíng)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(cè)手段。

3 ICP-MS在食品安全檢驗(yàn)中的應(yīng)用展望

ICP-MS的元素檢驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)、檢測(cè)限低、精度高，在食品檢驗(yàn)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(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用，成為食品安全檢驗(yàn)的一種強(qiáng)有力的手段，給食品安全檢測(cè)領(lǐng)域帶來(lái)新的變革，給人們的生活帶來(lái)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(shí)發(fā)現(xiàn)并解決。通過(guò)科研工作者的不斷努力，這種技術(shù)將會(huì)越來(lái)越成熟，在我國(guó)食品質(zhì)量安全領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。目前，ICP-MS檢驗(yàn)技術(shù)仍在不斷改進(jìn)中，以達(dá)到更快的檢驗(yàn)速度、更高的精度和實(shí)現(xiàn)在更多食品種類檢測(cè)的應(yīng)用。

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