电感耦合等离子体在食品分析检测中的应用分析

◎ 王 斌

（喀什地区食品药品检验所，新疆 喀什 844000）

近年来，随着人们对食品安全质量要求的提升，传统的食品安全检测技术已经无法很好地满足当前的实际需求，尤其不能很好地发现食品重金属超标及食品添加剂滥用等问题。目前，基于电感耦合等离子体的原子发射光谱法及质谱法被应用于食品元素分析工作中，但此类技术还不成熟，所以实际应用还存在一定的问题，本文也将对此进行探析。

1　电感耦合等离子体原子发射光谱法在食品分析检测中的应用

电感耦合等离子体原子发射光谱法是利用高频的等离子体火焰对检测食品样品的雾化试样进行激发，使样品中的各类原子达到激发态，而不同原子激发态所发射的光谱具有不同的特性，因此可以通过发射光谱的分析获取食品中各类元素的含量。基于该技术的检测原理，其可以有效分析食品中的重金属元素种类，通过后续的光谱分析，还可以定量分析重金属元素，加之原子发射光谱分析灵敏度高，因此在重金属元素分析检测领域具有明显的优势[1]。除了重金属元素分析之外，电感耦合等离子体原子发射光谱法还被用于食品微量元素分析。微量元素不同于重金属元素，只有微量元素摄入量超出一定范围才会对人体造成损伤，因此使用电感耦合等离子体原子发射光谱法分析微量元素时主要为定量分析。目前，食品添加剂的滥用及食品包装材料中有毒物质的析出逐渐成为威胁食品安全的主要因素，而当前对食品添加剂的检测过程还不成熟，大多是通过分析添加剂中硼、钛等特征元素的含量来判断食品中的添加剂及有害物质状态。

由于目前食品样品组成复杂，在后期的原子发射光谱分析过程中基体效应及光谱干扰问题十分严重，这也直接影响了电感耦合等离子体原子发射光谱法分析结果的准确性[2]。针对这一问题，检测人员也对分析检测过程进行了优化，首先可以使用仪器进行光谱的同步校正从而消除光谱干扰，这样仪器可以自动消除非样品光谱，对于部分难以自动消除的光谱可以使用校正系数对最终光谱加以修正，以消除光谱干扰对分析检测过程的影响并提升检测精度。针对食品原子发射光谱分析中的基体干扰问题，需要在检测之前对充分了解待测食品样品的组成及性质，并结合样品实际合理选择适宜的分析技术来消除基体干扰。例如在分析检测酒类制品时，其内部含有的乙醇会对原子发射光谱造成干扰，检测人员可以使用基体匹配法及内标法来消除乙醇对光谱的干扰。另外，目前在使用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行食品分析检测时，采用粉末进样法可以有效降低基体干扰，同时在前处理时分离基体也可以有效避免基体对后续分析检测过程的干扰，目前在谷类食品元素分析时使用巯基棉分离基体已经得到了应用并取得了较好的效果。

原子发射光谱法分析过程对样品状态要求较为严苛，对固态样品的分析能力较差，且在分析检测过程中需要使用较多的氩气，成本较高且检测效率低下，而且在光谱分析时基体干扰难以被有效消除，这些导致其在痕量元素分析时不能保证精度，元素分析检出限不能满足当下的食品分析检测工作要求，现除部分液体食品的分析检测工作外已逐渐被电感耦合等离子体质谱法所取代。

2　电感耦合等离子体质谱法在食品分析检测中的应用

电感耦合等离子体质谱法的分析过程与原子发射光谱法较为类似，食品样品在检测前同样需要配制为溶液，溶液则以气溶胶的状态随着氢气流进入仪器，随后通过射频激发氢离子等离子体，而氢离子攻击后的样品会丢失部分电子而显正电性，随后在质谱仪中样品会按照质荷比分离，分析检测人员通过质谱便可以分析样品中的各元素含量。较之于电感耦合等离子体原子发射光谱法，质谱法分析过程虽然也需要将食品样品配制为溶液，但由于分析过程无需雾化因此对样品状态的要求也并不严格，部分液体食品甚至可以直接进行质谱分析，在分析固态食品时，其前处理过程也更加简便，使用微波消解法可以基本满足后续质谱分析检测的需要，因此其分析检测效率高于原子发射光谱法且前处理过程中的元素流失问题也较少[3]。同时由于对进样状态要求较为宽松，质谱法与其他检测方法的联用性能也更好，当前检测人员也在开发其与气相色谱、离子色谱的联用技术，发展潜力巨大。

使用质谱法分析除了可以准确检测食品中的各元素种类，还可以得到各元素的存在状态，这也有效弥补了原子发射光谱法的不足。重金属元素虽然会对人体造成损害，但在食品中部分重金属元素也是对人体有益的重要微量元素，而重金属元素的存在状态直接决定着其对人体的影响，例如三价的铬离子可以被人体吸收利用而六价的铬离子则会对人体造成毒害，所以只有掌握了重金属离子的价态及存在形式才能真正判断其对人体的作用类型。使用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行分析时，其只能判断重金属元素种类而无法掌握其价态等信息，但使用质谱法进行分析检测时根据样品碎片质荷比检测人员可以准确判断食品样品中各成分组成并掌握重金属离子的存在状态。

另外，质谱法分析检测过程由于没有光谱及基体干扰，其在定量分析上也具有明显的优势，因此成为了当前食品微量元素分析的主流技术。基于电感耦合等离子体质谱法对同位素的高分离能力，检测人员在食品分析检测中常使用同位素稀释法来提升其定量分析的精确度。同位素稀释法是在样品配制过程中向其中加入某元素的同位素来改变样品中该元素的同位素丰度，随后在质谱分析过程中根据样品同位素比例判断样品中的元素含量[4]。使用同位素稀释法可以精确检测特定元素的浓度且响应浓度极低可以完成痕量分析，同时该分析方法可以避免质谱法分析过程中仪器死时间对分析过程的干扰，同时也可以利用同位素系数的设定避免质量歧视效应，提升了定量分析过程的精度。

3　结语

使用电感耦合等离子体技术进行食品分析检测可以有效改善重金属元素分析、微量元素分析及添加剂分析检测质量。检测人员在使用电感耦合等离子体技术进行检测时则应结合样品实际优化样品前处理操作，并使用同位素稀释法等技术提升检测精度，更好地完成食品分析检测工作并保障人们的食品安全。

参考文献：