食品中痕量重金属残留快速检测方法分析

【摘要】本文综述了目前常用的快速检测方法，并对其优缺点进行了比较和分析。研究发现，基于仪器分析的方法具有高灵敏度和准确性，但设备昂贵、操作复杂；而基于生物传感器的方法具有快速、灵敏和便携的特点，但对样品预处理要求较高。因此，综合考虑各种快速检测方法的特点和适用范围，结合实际需求，选择合适的快速检测方法对食品中的痕量重金属残留进行监测具有重要意义。

【关键词】食品安全；痕量重金属残留；快速检测；仪器分析；生物传感器

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.03.008

Analysis of Rapid Detection Methods for Trace Heavy Metal Residues in Food

WANG Run

（Liaoning Institute for Food Control， Shenyang 110623， China）

Abstract： This article summarizes the currently commonly used rapid detection methods and compares and analyzes their advantages and disadvantages. The study found that instrument-based methods have high sensitivity and accuracy， but the equipment is expensive and the operation is complex； while biosensor-based methods have the characteristics of rapidity， sensitivity， and portability， but require high sample pretreatment requirements. Therefore， considering the characteristics and applicability of various rapid detection methods comprehensively， combined with practical needs， selecting appropriate rapid detection methods for monitoring trace heavy metal residues in food is of great significance.

Keywords： food safety； trace heavy metal residues； rapid detection； instrumental analysis； biosensor

痕量重金属残留可能对人体健康存在潜在的危害，因此对食品中的痕量重金属进行快速、准确的检测具有重要意义。传统的检测方法通常耗时、操作复杂，无法满足食品安全监管中快速检测的需求。因此，研究和发展快速检测方法成为当前食品安全领域的研究热点。本文旨在综述目前常用的快速检测方法，评估其优缺点，为食品安全监管提供参考。

1食品中痕量重金属残留检测的重要性

食品安全是人们关注的焦点，而痕量重金属残留是当前食品安全领域的重要问题之一。痕量重金属指的是食品中微量存在的金属元素，如铅、镉、汞、铬等。尽管这些金属在自然界中普遍存在，但过量摄入会对人体健康产生危害。因此，对食品中痕量重金属残留进行检测具有重要意义。

首先，痕量重金属残留检测可以保障食品安全。食品作为人们日常生活中不可或缺的重要物质，其安全性直接关系到人们的健康和生活质量。痕量重金属可能通过食物链进入人体，长期积累会导致人体发生慢性中毒等问题。因此，及时发现和控制食品中的痕量重金属残留是保障食品安全的重要措施。

其次，痕量重金属残留检测对食品安全监管具有重要意义。政府和相关部门对食品市场进行监管，确保食品符合安全标准和法规要求。痕量重金属残留检测是食品安全监管的重要环节之一。通过对食品样品进行痕量重金属残留检测，可以评估食品中的污染程度，及时发现问题食品并采取相应的控制措施。这有助于防止不合格食品流入市场，保护消费者的权益，维护社会稳定。

最后，痕量重金属残留检测还对食品生产企业的可持续发展具有重要意义。食品行业是一个关乎人们生命健康的重要行业，而可持续发展是当今社会的追求目标之一。通过对食品中痕量重金属残留的检测，可以促使食品生产企业加强质量控制和生产管理，减少重金属污染的风险，有助于提高食品企业的整体水平，增强企业的竞争力和可持续发展能力。

2食品中痕量重金属残留常用检测方法

2.1生物传感器方法

生物传感器方法是一种常用的快速检测食品中痕量重金属残留的方法，其中常用免疫传感器和DNA传感器进行检测。免疫传感器利用特定抗体与重金属离子结合产生信号，通过测量信号的变化来定量分析重金属残留。DNA传感器则利用DNA序列与重金属离子的特异性结合，产生信号用于检测和定量分析。生物传感器方法操作简便，适用于实时监测和现场快速检测，具有快速、灵敏和便携的特点。然而，生物传感器方法对样品预处理要求较高，需要提取和净化目标物质，以保证检测的准确性和可靠性。

2.2吸收光谱法

吸收光谱法（Absorption Spectroscopy）是一种常用的分析技术，用于测量物质对特定波长光线的吸收程度。吸收光谱法通过测量样品对入射光的吸收量而获得样品的吸收光谱图，并进一步分析样品中的化学成分、浓度或其他相关参数。吸收光谱法在科学研究、工业生产和环境监测等领域具有广泛的应用。以下将详细介绍吸收光谱法的原理、仪器构成和应用。

吸收光谱法的原理是基于光与物质相互作用的特性。当光通过样品时，样品中的分子或离子会吸收特定波长的光，导致光的强度减弱。吸收光谱法测量的是样品对不同波长光的吸收程度，通常使用紫外可见光谱（UV-Vis）和红外光谱（IR）两种常见的光谱范围。

在吸收光谱法中，光源产生的光经过样品后，光探测器测量透射光或反射光的强度，通过比较入射光和透射光（或反射光）的强度差异，可以确定样品对特定波长光的吸收程度。吸收光谱的图形通常以波长（或频率）为横坐标，吸光度（或透射率）为纵坐标，形成特征的光谱峰。

吸收光谱仪的主要构成包括光源、样品室、光栅或光学滤波器、光探测器和数据处理系统。光源可以是白炽灯、氘灯、钨灯或激光器等。样品室用于容纳样品，并确保光线通过样品时与样品发生相互作用。光栅或光学滤波器用于选择特定波长的光，并将其引导到光探测器。光探测器可以是光电二极管、光电倍增管或光谱仪等，用于测量透射光或反射光的强度。数据处理系统用于记录和分析测量得到的光谱数据。

吸收光谱法在许多领域具有广泛的应用。在化学分析中，吸收光谱法可以用于定量分析和质量控制，如测定药物中的成分含量、监测环境中的污染物浓度等；在生物科学中，吸收光谱法可以用于研究生物分子的结构和功能，如蛋白质、核酸和酶的研究；在材料科学和工程中，吸收光谱法可以用于表征材料的物理性质和化学组成，如纳米材料的表面等离子体共振和光催化材料的研究。

2.3电化学分析法

1）电化学分析法具有高灵敏度和选择性，可以对食品中痕量重金属进行准确测量。常用的电化学分析技术包括极谱法、安培法和电化学阻抗谱法等。这些方法通过测量电流、电势或电荷的变化，可以对食品样品中的重金属进行定量或定性分析。由于重金属在电化学过程中通常表现出特定的电化学行为，因此可以通过电化学分析方法对其进行准确测量。

2）电化学分析法具有快速、简便的特点，适用于大规模样品的分析。相比于传统的分析方法，如原子吸收光谱法和质谱法，电化学分析法具有操作简单、分析速度快的优势。这使得电化学分析法在食品行业中得到广泛应用，可以对大批量的食品样品进行快速分析，提高分析效率和生产效益。

3）电化学分析法还具有较低的检测限和较宽的线性范围，适用于不同浓度范围的分析。食品中痕量重金属残留检测通常需要高灵敏度的检测方法。电化学分析法可以通过优化实验条件和选择合适的电极材料，实现对不同浓度范围的重金属进行准确测量。这使得电化学分析法在食品中痕量重金属残留的监测和控制中具有重要意义。

4）电化学分析法在食品中痕量重金属残留分析上具有良好的应用前景。随着人们对食品安全的关注不断增加，对痕量重金属残留的监测和控制要求也越来越高。电化学分析法作为一种准确、快速、灵敏的分析方法，可以满足食品行业对痕量重金属残留分析的需求。未来，随着电化学分析技术的不断发展和改进，相信电化学分析法在食品中痕量重金属残留分析领域将发挥更大的作用，为食品安全保障提供有效的技术支持。

5）电化学分析法在食品中痕量重金属残留分析上具有广泛的应用。高灵敏度、快速简便、较低的检测限和较宽的线性范围等特点使电化学分析法成为食品行业中重金属残留分析的重要手段。通过电化学分析法，我们可以准确测量食品样品中痕量重金属含量，保障食品安全，为食品行业发展和消费者健康保障提供可靠的技术支持。

2.4电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）

1）ICP-MS具有极高的灵敏度，能够检测到食品中极低浓度的重金属残留。ICP-MS采用电感耦合等离子体作为离子化源，将样品中的重金属元素转化为离子态，并通过质谱仪进行分析。由于等离子体的高温和高能量特性，ICP-MS能够将样品中的重金属元素离子化，并以极高的灵敏度进行检测。这使得ICP-MS成为食品中痕量重金属残留分析的理想选择。

2）ICP-MS具有高选择性，能够准确测定多种重金属元素。由于质谱仪的高分辨率和质量选择性，ICP-MS能够同时测定多种元素，包括常见的重金属如铅、镉、汞、砷等。这使得ICP-MS在食品中多元素残留分析中具有优势，能够全面评估食品中的重金属污染状况。

3）ICP-MS具有宽线性范围和准确的定量能力，适用于不同浓度范围的分析。食品中的重金属残留通常存在于不同浓度范围内，这就需要分析方法具有宽线性范围和准确的定量能力。ICP-MS通过优化仪器参数和样品前处理方法，可以实现对不同浓度范围内的重金属进行准确测量，满足食品中痕量重金属残留分析的要求。

4）ICP-MS在食品安全监测和质量控制中具有重要意义。ICP-MS作为一种高灵敏度、高选择性的分析技术，可以准确测定食品中痕量重金属残留，监测食品安全，并为食品行业的质量控制提供科学依据。

综上可知，ICP-MS在食品中痕量重金属残留分析中具有广泛的应用，其高灵敏度、高选择性、宽线性范围和准确的定量能力使其成为食品行业中重金属残留分析的重要工具。通过ICP-MS技术，可以对食品样品中的痕量重金属进行准确测量，为食品安全监测和质量控制提供可靠的数据支持，保障消费者的健康和权益。未来，随着ICP-MS技术的不断发展和改进，相信其在食品中痕量重金属残留分析领域将发挥更重要的作用。

3结束语

在实际应用中，综合应用不同的检测方法可以提高检测的准确性和可靠性。例如，可以结合仪器分析方法和生物传感器方法，先利用仪器分析方法对样品进行初步筛查，再使用生物传感器方法对筛查结果进行验证和确认。此外，随着技术的不断发展，新的快速检测方法和检测仪器也在不断涌现，如基于纳米材料的传感器、光学传感器等，其都具有更高的灵敏度和更快的检测速度。

食品中痕量重金属残留的快速检测是保障食品安全的重要环节。本文综述了常用的快速检测方法，并对其优缺点进行了比较和分析。综合考虑各种方法的特点和适用范围，选择合适的快速检测方法对食品中痕量重金属残留进行监测具有重要意义。未来的研究应进一步探索新的检测技术和方法，提高检测的灵敏度、准确性和便携性，以满足食品安全监管的需求。

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【作者简介】

王润，女，1991年出生，工程师，学士，研究方向为食品安全。

（编辑：李钰双）