食品中重金屬檢測方法研究綜述

1、食品中重金屬檢測方法研究綜述摘要 社會(huì)的不斷發(fā)展給人們帶來方便的同時(shí)也造成了很大的污染，如重金屬污染問題已經(jīng)日趨嚴(yán)重，在食品、醫(yī)藥、環(huán)境等諸多方面都引起了人們廣泛的重視，因此對(duì)重金屬快速檢測方法的研究也迫在眉睫。本論文從應(yīng)用新型的科技成果到結(jié)合生物技術(shù)對(duì)重金屬的檢測方法做一綜述,以期為建立靈敏度更高、更準(zhǔn)確、更快速的檢測方法提供參考。關(guān)鍵詞 食品 重金屬 檢測方法 自“水俁病”和“痛痛病”公害事件發(fā)生以來，重金屬已成為人們長期廣泛關(guān)注的環(huán)境污染物。因其具有隱蔽性、長期性和累積性等特性，重金屬不但在環(huán)境中長期存在，而且還能通過食物鏈累積并貯存于生物體內(nèi)，從而嚴(yán)重影響人畜健康，且毒害效應(yīng)難以察覺。

2、目前在食品檢測領(lǐng)域最引起人們注意的是鉛、汞、鎘、鉻、砷等生物毒性顯著的重金屬。因此，快速測定生物體、食品及各種環(huán)境介質(zhì)中的痕量重金屬顯得尤為重要。1 樣品前處理在樣品中，重金屬一般以化合態(tài)形式存在。因此，在檢測時(shí)需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理使重金屬以離子狀態(tài)存在于試液中才能進(jìn)行客觀準(zhǔn)確地分析。此外，樣品的前處理是為了去除干擾因素，保留完整的被測組分，或使被測組分濃縮。傳統(tǒng)的方法主要有濕法消化和干法灰化。濕法消化是在適量的食品樣品中加入硝酸、高氯酸、硫酸等氧化性強(qiáng)酸，結(jié)合加熱來破壞有機(jī)物。干法灰化是在高溫灼燒下使有機(jī)物氧化分解，剩余的無機(jī)物供測定。二者雖到可以達(dá)到一定的效果，但也各有缺陷。微波消解作為樣

3、品分析的新技術(shù)，由于具有消化樣品能力強(qiáng)、速度快、消耗化學(xué)試劑少、金屬元素不易揮發(fā)損失、污染小及空白值低等優(yōu)勢，一次樣品處理后就可同時(shí)測定幾種元素。通常取很少量即可達(dá)到分析的靈敏度。現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)運(yùn)于檢測技術(shù)當(dāng)中。2 檢測方法21 傳統(tǒng)的檢測方法通過測量待測元素的原子蒸汽在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生熒光的發(fā)射強(qiáng)度來測定待測元素的一種分析方法。翟毓秀等人應(yīng)用AFS-2201型雙道原子熒光光譜儀進(jìn)行了氫化物發(fā)生原子熒光法測定食品和飼料中的鉛。采用高氯酸做介質(zhì)，并對(duì)各種最佳分析條件進(jìn)行了探討和驗(yàn)證。檢出限為0.3ug/L,線性范圍為1.00-500ug/L，回收率為87%-98%。原子熒光光度法的檢出限低于

4、原子吸收法，譜線簡單且干擾少，但線性范圍較寬，應(yīng)用元素有限,僅用于砷、銻、秘、硒、磅、鍺、錫、鉛、鋅、錫、汞的分析。將電感藕合等離子體與質(zhì)譜聯(lián)用，利用電感藕合等離子體使樣品汽化，將待測金屬分離出來，從而進(jìn)人質(zhì)譜進(jìn)行測定。ICP-MS可通過離子荷質(zhì)比進(jìn)行無機(jī)元素的定性分析、半定量分析、定量分析，同時(shí)進(jìn)行多種元素及同位素的測定、可激光采樣、氫化物發(fā)生、低壓色譜、高效液相色譜、氣相色譜、毛細(xì)管電泳等進(jìn)樣或分離技術(shù)聯(lián)用，具有比原子吸收法更低的檢測限，是痕量元素分析領(lǐng)域中最先進(jìn)的方法，但其價(jià)格昂貴，易受污染，可用于除汞以外的絕大多數(shù)重金屬的測定。高頻感應(yīng)電流產(chǎn)生的高溫將反應(yīng)氣加熱、電離,利用元素發(fā)出的特

5、征譜線進(jìn)行測定譜線強(qiáng)度與重金屬量成正比ICP-AES具有靈敏度高，干擾小，線性寬，可同時(shí)或順序測定多種金屬元素，有對(duì)高溫金屬元素進(jìn)行快速分析的特點(diǎn)。但檢測靈敏度較ICP-MS略差，可用于除鎘、汞等絕大部分金屬元素的測定。痕量金屬離子與有機(jī)試劑形成穩(wěn)定的有色絡(luò)合物，然后用HPLC分離，紫外可見檢測器檢測，可實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測定。卟啉類試劑具有靈敏度高，能和多種金屬元素生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，目前已廣泛用作HPLC測定金屬離子的衍生試劑。但絡(luò)合試劑的選擇有限，給HPLC的廣泛應(yīng)用帶來了局限性。2.2 新型檢測技術(shù)酶抑制法測定重金屬的基本原理就是重金屬離子與形成酶活性中心的巰基或甲巰基結(jié)合后，改變了酶活性中

6、心的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，引起酶活力下降，從而使底物酶系統(tǒng)中的顯色劑顏色、pH、電導(dǎo)率和吸光度等發(fā)生變化，這些變化可直接通過肉眼或借助于電信號(hào)、光信號(hào)等加以區(qū)別。與傳統(tǒng)的重金屬分析方法相比，酶抑制法具有快速、簡便、對(duì)所分析的樣品需要量少等優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。目前用于痕量重金屬測定的常用酶有脲酶、過氧化物酶、黃嘌呤氧化酶、葡萄糖氧化酶、丁肽膽堿脂酶和異檸檬酸脫氫酶等。由于脲酶廉價(jià)易得，故使用最廣泛。免疫分析法是一種具有高度特異性和靈敏度的分析方法, 重金屬離子的免疫檢測按照抗體的種類，可分為多克隆抗體免疫檢測和單克隆抗體免疫檢測，后者又有間接競爭性ELISA一步法免疫檢測。用免疫分析法對(duì)重金屬離子

7、進(jìn)行分析，首先必須進(jìn)行兩方面的工作：第一是選用合適的絡(luò)合物或其它化合物與金屬離子結(jié)合，使其獲得一定空間結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生反應(yīng)原性；第二是將結(jié)合了金屬離子的化合物連接到載體蛋白上，產(chǎn)生免疫原性,其中與金屬離子結(jié)合的化合物的選擇是能否制備出特異性抗體的關(guān)鍵。Wiley DE等最先用谷胱甘肽-Hg復(fù)合物免疫小鼠制備了2株對(duì)Hg()有特異性的單克隆抗體4A10和1F10。酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA)表明，對(duì)兩株抗體汞的解離常數(shù)分別為2.3nmol/ L和3.7nmol/L ,谷胱甘肽、其它金屬陽離子和抗體均不發(fā)生交叉反應(yīng)。Blake DA等發(fā)現(xiàn)，金屬絡(luò)合物也可以被用來作免疫動(dòng)物制備金屬的特異性抗體，因此

8、只需要少數(shù)幾種絡(luò)和劑就可完成多數(shù)重金屬離子單克隆抗體的制備和樣品的免疫分析。但是，金屬離子單克隆抗體的制備非常困難，而較容易制備的多克隆抗體又難以滿足對(duì)金屬離子的特異性要求，這在很大程度上限制了汞等重金屬離子的免疫分析方法的研究與發(fā)展。但是，免疫分析法檢測速度快、靈敏度高、選擇性強(qiáng)，可作為重金屬快速檢測的方法。近年來，重組單克隆抗體建構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步為免疫法提供了廣闊的應(yīng)用前景。篩選特異性好的新型螯合劑、單克隆抗體都將是今后的發(fā)展方向。生物傳感器利用生物識(shí)別物質(zhì)與待測物質(zhì)結(jié)合，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)榭奢敵龅墓?、電等信?hào)。它可分為酶傳感器、微生物傳感器、特異性蛋白生物傳感器。（1）酶傳感器。如Tade

9、usz等將脲酶包埋在pH敏感銥氧化電極表面的PVC膜上，通過將反應(yīng)系統(tǒng)電勢下降的初始速率(與酶初始反應(yīng)速率成正比)轉(zhuǎn)化為抑制率來檢測汞和其它重金屬離子。不同形態(tài)的汞離子如Hg(NO3)2、HgCl2、PhHgCI、Hg2(NO3)2等抑制效應(yīng)不同，其中無機(jī)汞的檢測范圍可達(dá)0.05-1.0umol/L。（2）微生物傳感器。最近科學(xué)家們?cè)谖廴緟^(qū)分離出一種能夠發(fā)熒光的細(xì)菌，此種細(xì)菌含有熒光基因，在污染源的刺激下能夠產(chǎn)生熒光蛋白，從而發(fā)出熒光。隨著發(fā)酵工程和微生物固定化技術(shù)的發(fā)展,可通過遺傳工程的方法將這種基因?qū)牒线m的細(xì)菌內(nèi)制成微生物傳感器，用于環(huán)境重金屬監(jiān)測。目前已經(jīng)成功設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的、基于固定

10、化微生物和生物體發(fā)光測量技術(shù)上的重金屬離子生物有效性測定的監(jiān)測和分析系統(tǒng)，將弧菌屬細(xì)菌體內(nèi)的一個(gè)操縱子在一個(gè)銅誘導(dǎo)啟動(dòng)子的控制下導(dǎo)入產(chǎn)堿桿菌屬細(xì)菌中，細(xì)菌在銅離子的誘導(dǎo)下發(fā)光，發(fā)光程度與離子濃度成正比；將微生物和光纖一起包埋在聚合物基質(zhì)中，可獲得靈敏度高、選擇性好、測量范圍廣、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性強(qiáng)的生物傳感器。（3）特異性蛋白生物傳感器。金屬離子與固定在電極材料上的特異性蛋白結(jié)合后，蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，通過靈敏的電容信號(hào)傳感器可以定量檢測這種變化。這就是特異性蛋白生物傳感器的基本工作原理。如汞離子可與特異性的汞離子結(jié)合調(diào)控蛋白MerR。此外,汞、銅、鎘、鋅、鉛等重金屬離子可與金屬硫因SmtA結(jié)合。Bon

11、tidean I等利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在大腸桿菌中過量表達(dá)了MerR和GST-SmtA蛋白。純化后的蛋白固定在以自組織形式化學(xué)修飾了硫醇的金電極表面，作為工作電極。通過一個(gè)流動(dòng)分析系統(tǒng)，對(duì)樣品中的金屬離子進(jìn)行了檢測。2.3 試紙法在重金屬檢測的方法中，化學(xué)顯色反應(yīng)應(yīng)用較為廣泛，主要通過重金屬離子與顯色劑發(fā)生顯色反應(yīng)進(jìn)行重金屬含量的檢測。這些方法與試紙、檢測管、試劑盒等結(jié)合后，可對(duì)重金屬進(jìn)行快速檢測。利用重金屬與試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原理，用纖維類濾紙作為反應(yīng)載體，可由試紙上的顏色變化分析重金屬含量。目前，應(yīng)運(yùn)于食品中的試紙主要有鎘試劑試紙法，可以用來檢測食品中鎘的含量。3 小結(jié)近年來重金屬快速檢測的

12、方法發(fā)展迅速，在重金屬快速檢測與篩查方面發(fā)揮了很大的作用，但還需進(jìn)一步改進(jìn)和完善。目前，重金屬檢測仍然存在以下不足:忽略了對(duì)有益重金屬的測定。比如鍺能提高人體免疫力，可治療癌癥和心血管疾病，還具有抗衰老的作用。在日后工作中應(yīng)做到二者兼顧。忽略了對(duì)重金屬元素的不同價(jià)態(tài)分別進(jìn)行測定。如三價(jià)砷雖有毒，但一定劑量的三氧化二砷可以用于治療急性早幼粒細(xì)胞白血病，對(duì)慢性白血病、惡性淋巴瘤、多發(fā)性骨位瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤及各種實(shí)體腫瘤都有顯著療效，這方面的工作還有待進(jìn)一步的研究。不容忽視樣品中其它物質(zhì)對(duì)測定的影響。因此，也應(yīng)該建立相應(yīng)的防治政策。如：建立食品安全監(jiān)測、管理監(jiān)督和應(yīng)急機(jī)制；開展重金屬低積累蔬菜品種篩選；建立快速、高效、高靈敏檢測方法。重金屬檢測是一項(xiàng)長期的工作，需要我們每一個(gè)人的努力，才能盡可能減少重金屬的污染問題。參考文獻(xiàn)1 呂彩云. 重金屬檢測方法研究綜述J.資源開發(fā)與市場.2008,24(10):8878902 楊一剛. 食品中重金屬元素檢測方法的研究J.科技情