食品中重金屬檢測方法研究探討

王玉弢

（永靖縣疾控中心，甘肅 永靖 731600）

重金屬已成為人們長期廣泛關注的環境污染物。重金屬污染有隱蔽性、長期性和累積性等特性，重金屬不但在環境中長期存在，而且還能通過食物鏈累積并貯存于生物體內，從而嚴重影響人畜健康，且毒害效應難以察覺。因此，快速測定生物體、食品及各種環境介質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形式存在。因此，在檢測時需要對樣品進行前處理使重金屬以離子狀態存在于試液中才能進行客觀準確地分析。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、硫酸等氧化性強酸，結合加熱來破壞有機物。干法灰化是在高溫灼燒下使有機物氧化分解，剩余的無機物供測定。二者雖到可以達到一定的效果，但也各有缺陷。

微波消解作為樣品分析的新技術，由于具有消化樣品能力強、速度快、消耗化學試劑少、金屬元素不易揮發損失、污染小及空白值低等優勢，一次樣品處理后就可同時測定幾種元素。通常取很少量即可達到分析的靈敏度。現在已經被廣泛應運于檢測技術當中。

2 檢測方法

2.1 新型檢測技術

2.2.1 酶抑制法

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合后，改變了酶活性中心的結構與性質，引起酶活力下降，從而使底物—酶系統中的顯色劑顏色、pH、電導率和吸光度等發生變化，這些變化可直接通過肉眼或借助于電信號、光信號等加以區別。與傳統的重金屬分析方法相比，酶抑制法具有快速、簡便、對所分析的樣品需要量少等優點，受到國內外學者的關注。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。由于脲酶廉價易得，故使用最廣泛。

2.2.2 免疫分析法

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。

用免疫分析法對重金屬離子進行分析，首先必須進行兩方面的工作：第一是選用合適的絡合物或其它化合物與金屬離子結合，使其獲得一定空間結構，從而產生反應原性；第二是將結合了金屬離子的化合物連接到載體蛋白上，產生免疫原性,其中與金屬離子結合的化合物的選擇是能否制備出特異性抗體的關鍵。Wiley DE等最先用谷胱甘肽-Hg復合物免疫小鼠制備了2株對Hg(Ⅱ)有特異性的單克隆抗體4A10和1F10。酶聯免疫吸附實驗(ELISA)表明，對兩株抗體汞的解離常數分別為2.3nmol/L和3.7nmol/L,谷胱甘肽、其它金屬陽離子和抗體均不發生交叉反應。Blake DA等發現，金屬絡合物也可以被用來作免疫動物制備金屬的特異性抗體，因此只需要少數幾種絡和劑就可完成多數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展。

但是，免疫分析法檢測速度快、靈敏度高、選擇性強，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技術的進步為免疫法提供了廣闊的應用前景。篩選特異性好的新型螯合劑、單克隆抗體都將是今后的發展方向。

2.2.3 生物化學傳感器

生物傳感器利用生物識別物質與待測物質結合，通過信號轉換器轉變為可輸出的光、電等信號。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Tadeusz等將脲酶包埋在pH敏感銥氧化電極表面的PVC膜上，通過將反應系統電勢下降的初始速率(與酶初始反應速率成正比)轉化為抑制率來檢測汞和其它重金屬離子。不同形態的汞離子如 Hg(NO3)2、HgCl2、PhHgCI、Hg2(NO3)2等抑制效應不同，其中無機汞的檢測范圍可達0.05-1.0umol/L。

（2）微生物傳感器。最近科學家們在污染區分離出一種能夠發熒光的細菌，此種細菌含有熒光基因，在污染源的刺激下能夠產生熒光蛋白，從而發出熒光。隨著發酵工程和微生物固定化技術的發展,可通過遺傳工程的方法將這種基因導入合適的細菌內制成微生物傳感器，用于環境重金屬監測。目前已經成功設計了一個完整的、基于固定化微生物和生物體發光測量技術上的重金屬離子生物有效性測定的監測和分析系統，將弧菌屬細菌體內的一個操縱子在一個銅誘導啟動子的控制下導入產堿桿菌屬細菌中，細菌在銅離子的誘導下發光，發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中，可獲得靈敏度高、選擇性好、測量范圍廣、儲藏穩定性強的生物傳感器。

（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合后，蛋白構象發生變化，通過靈敏的電容信號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合調控蛋白MerR。此外,汞、銅、鎘、鋅、鉛等重金屬離子可與金屬硫因SmtA結合。Bontidean I等利用蛋白質工程技術在大腸桿菌中過量表達了MerR和GST-SmtA蛋白。純化后的蛋白固定在以自組織形式化學修飾了硫醇的金電極表面，作為工作電極。通過一個流動分析系統，對樣品中的金屬離子進行了檢測。

2.3 試紙法

在重金屬檢測的方法中，化學顯色反應應用較為廣泛，主要通過重金屬離子與顯色劑發生顯色反應進行重金屬含量的檢測。這些方法與試紙、檢測管、試劑盒等結合后，可對重金屬進行快速檢測。

利用重金屬與試劑發生化學反應的原理，用纖維類濾紙作為反應載體，可由試紙上的顏色變化分析重金屬含量。目前，應運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

近年來重金屬快速檢測的方法發展迅速，在重金屬快速檢測與篩查方面發揮了很大的作用，但還需進一步改進和完善。目前，重金屬檢測仍然存在以下不足：①忽略了對有益重金屬的測定。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。在日后工作中應做到二者兼顧。②忽略了對重金屬元素的不同價態分別進行測定。如三價砷雖有毒，但一定劑量的三氧化二砷可以用于治療急性早幼粒細胞白血病，對慢性白血病、惡性淋巴瘤、多發性骨位瘤、神經母細胞瘤及各種實體腫瘤都有顯著療效，這方面的工作還有待進一步的研究。③不容忽視樣品中其它物質對測定的影響。因此，也應該建立相應的防治政策。如：建立食品安全監測、管理監督和應急機制；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。 重金屬檢測是一項長期的工作，需要我們每一個人的努力，才能盡可能減少重金屬的污染問題。

［1］呂彩云.重金屬檢測方法研究綜述[J].資源開發與市場，2008,24(10)：887－890.

［2］楊一剛.食品中重金屬元素檢測方法的研究[J].科技情報開發與經濟，2008，31(18)：217－218.

［3］翟慧泉，金星龍，岳俊杰，等.重金屬快速檢測方法的研究進展[J].湖北農業科學，2010,49(8)：1995－1997.

［4］章海風，陸紅梅，路新國，等.食品中重金屬污染現狀及防治對策[J].中國食物與營養，2010(8)：17－19.

［5］高志剛，劉國文，王宇，等.重金屬免疫學檢測研究進展[J].內蒙古民族大學學報，2010,25(3)：11－314.