ICP-MS技术在食品检验中的应用综述

黄宝菊

(宁德市产品质量检验所，福建宁德 352100)

摘 要：随着科技水平的极速发展，人们的生活质量水平越来越高，对食品安全提出了更高的要求。现阶段，先进的食品安全监测技术被运用到了日常生活中，提高了食品安全监测效率，电感耦合等离子体质谱检测技术能快速准确地测定食品中微量元素，是一种准确度高和速度快的食品安全检测技术，拥有广泛的发展前景。本文概述了电感耦合等离子体质谱技术在食品安全检测方面的应用现状及其未来的发展前景。

关键词：ICP-MS;食品安全检测;应用

食品质量安全检测是一个重要领域，食品中含有丰富元素，既有人体必需的矿物质元素，如Ca、K、P等，又含有大量有毒元素，如Cd、Hg、Pb等。随着工农业水平的飞速发展，食品污染问题日益严重。从消费者到监管机构各方都面临着前所未有的压力，需要检测食品中的污染物及其属性，并且在低含量的水平上更准确地量化食品中污染物的存在[1]。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是一种多元素光谱分析方法，ICP-MS结合ICP离子源和质谱仪，可以迅速检测食物中含有元素的种类和浓度[2]。本文对近年来ICP-MS技术在食品安全检验中的元素分析应用情况进行概述，为深入研究食品安全检验技术提供参考。

1 ICP-MS的食品检验技术概述

ICP-MS技术于1983年开始商业化应用，并在食品质量和安全检验中得到广泛认可。与ICP-OES相比，ICP-MS提供了更简单的光谱解释和同位素信息[3]。ICP-MS技术的其他重要优点包括信噪比高、抗干扰能力强、可分析周期表中几乎任何元素。然而，ICP-MS在食品样品检测中存在一定的局限性，如食品中有机基质浓度高时，往往会导致基质干扰或多原子离子的光谱干扰。使用ICP-MS法测定某些元素时会存在多原子干扰。然而，可以通过引入更有效的系统来消除这些干扰，如动态反应池，将反应池中电池放置在四极子前，四极子充满反应气体(氨、甲烷、氧或氢)与食品样品发生反应，从而消除一些干扰[4]。ICP-MS可以与LC和GC等分离技术结合，从而形成一种完全不依赖基质的检验方法[5-6]。因此ICP-MS技术被广泛应用于如谷类、水果、蔬菜、酒类和饮用水等各类食品的检验分析。

2 ICP-MS技术在食品安全检验中的应用

2.1 ICP-MS技术在大米检验中的应用

大米是世界上部分地区的主要食物来源，水稻中的砷可能以毒性较强的无机形式(As(Ⅲ)和As(Ⅴ))存在，也可能以毒性较弱的有机形式(主要是二甲基砷酸-DMA(Ⅴ))存在。ICP-MS技术能够从有机As中分离出无机As。进而氧化As(Ⅲ)和As(Ⅴ)，以尽量减少有害成分，如HANSEN等人[7]在高砷水稻籽粒中进行四甲基砷的鉴定。孙梦寅等人[8]通过优化消解方法，使谷类食物基质消解更加彻底，再用ICP-MS技术同时测定谷类食物中包括75As在内的18种微量元素，获得了良好的效果。黄浩[9]利用ICP-MS技术检测大米小麦中的As含量，采用CCT碰撞反应池模式消除As总量检测时杂质元素的干扰，利用高效液相色谱仪确定食品中As元素形态，证明了该方法在食品检验中具有简便、速度快、灵敏度高、准确性好等优点。

2.2 ICP-MS技术在水果检验中的应用

水果中富含许多微量元素、矿物质和各类纤维素，还有许多对人体有害的微量元素。例如，一些国内外学者报道称苹果汁可能含有高含量的砷。以无机形式存在的砷(As(III)和As(V))具有剧毒，而有机形式的砷(如砷甜菜碱)被认为是无毒的。ICP-MS技术在水果元素测定中发挥重要作用，洪月玲等人[10]利用该方法测定10种水果中铅、铜、镍、镉等元素的含量，发现草莓及葡萄中Cr元素含量较其他水果偏高，西瓜和奇异果中Ni的含量较其他水果高，在水果分析中具有很好的应用效果。

2.3 ICP-MS技术在蔬菜检验中的应用

近年来，居民食用蔬菜有害元素超标现象频出。常规的蔬菜重金属检测方法有原子吸收分光光度法[11]、原子荧光分光光度法[12]、ICP-AES法等[13]，前几种方法需要对单个元素进行逐一分析，不仅测定速度慢，而且对于某些特定元素的检出能力低，灵敏度差。而利用ICP-MS[14-15]，可准确又快速地对蔬菜样品中几十种元素同时进行测定，适用于各类蔬菜大批量多种元素同时检测。

2.4 ICP-MS技术在酒类检验中的应用

酒的口味影响因素研究较多，而关于酒的微量元素分析与测定的研究则较少。酒中含有丰富的微量元素，这些微量元素对酒的品质和安全度起着决定性作用[16]。ICP-MS技术目前是酒类元素检测中最有优势的方法。CASTINEIRA[17]分别利用该技术与全反射X射线荧光分析法对葡萄酒进行了多种元素分析，证明了ICP-MS技术检验范围更广，更适合于酒品的安全检验。张建等[18]利用该技术对白酒进行元素检验测量，获得白酒中容易被容器污染的28种有害元素，并证明了在生产白酒过程中，白酒不会受到管道、容器的污染而损坏品质。

2.5 ICP-MS技术在饮用水检验中的应用

饮用水的水质对人的健康起重要作用。饮用水中含有许多微量元素，例如，铬(Cr)通常以一种以上的化学形式存在存在于饮用水中，Cr(III)是人体必需的化合物，参与人体的很多代谢过程，而Cr(VI)具有很高的毒性。因此，饮用水样品中的总铬含量对人体健康十分重要。ICP-MS能高效分析铬的含量和形态。逯义[19]建立了用ICP-MS法同时测定水中砷、铅、铁、铬和钴等种元素含量的测定方法，并利用该方法展开了对城市自来水水源、乡村生活用水的检测，为控制饮用水提供了重要的技术支持。莫曦明等人[20]采用ICP-MS技术对饮用水中6价铬的含量进行测定，证明该方法具有良好的准确度和元素之间的干扰少，且能用于不同基体饮用水水质的检测。此外，该技术还在牛奶、营养品、中草药、半导体等诸多领域得到广泛的应用，已成为不可或缺的一种元素检测手段。

3 ICP-MS在食品安全检验中的应用展望

ICP-MS的元素检验能力强、检测限低、精度高，在食品检验中发挥着重大作用，在谷类、蔬菜、水果、酒类及饮用水等食品种类检验中得到了广泛应用，成为食品安全检验的一种强有力的手段，给食品安全检测领域带来新的变革，给人们的生活带来较大的便利。这种技术有望被广泛推广，以期食品安全隐患能够被及时发现并解决。通过科研工作者的不断努力，这种技术将会越来越成熟，在我国食品质量安全领域发挥更大的作用。目前，ICP-MS检验技术仍在不断改进中，以达到更快的检验速度、更高的精度和实现在更多食品种类检测的应用。

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