重金屬離子鎘快速檢測及監測分析系統的評價

郭健　路宏博　趙小旭等

[摘要]本研究建立在快速定量檢測大米中，重金屬離子鎘的膠體金免疫層析試紙條分析方法，通過一系列的實驗研究了該方法的準確度和精密度。結果表明該檢測方法準確度和精密度較高，并且重金屬離子鎘快速檢測及監測分析，該系統小巧輕便、操作簡單、檢測結果可以追溯，適用于糧庫篩查和監測。

[關鍵詞]鎘；膠體金免疫層析法；大米

中圖分類號：TS207.5 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180209

鎘是一種蓄積性毒物，以二價離子形式存在于環境中，易導致人體高血壓、骨折、癌癥和腎功能紊亂等疾病，是對人類健康有巨大毒害作用的金屬元素之一，在食品中應及時檢出。水稻是對鎘吸收最強的谷類作物，其超標率達10.3%，并且我國一半以上的人口以大米作為主食，確保其安全性至關重要。

目前，鎘的檢測方法主要為儀器法，包括電化學分析法、原子吸收法、電感耦合、離子體原子發射光譜法、離子體質譜法、溶出伏安法等各種方法的聯用，儀器法檢測結果準確但是設備昂貴、費時費力，需要專門的技術人員進行操作，且不能用于現場和大規模的檢測，因此急需建立一種快速、穩定的檢測大米中重金屬離子鎘的方法。

本文基于已經開發出的膠體金快速檢測試紙條，對建立的定量檢測系統進行評價，以期用于現場快速、準確檢測。

1材料與方法

1.1主要儀器

干式加熱器、膠體金讀數儀、200μL移液器、計時器、離心管（50mL，20mL）、槍頭、一次性手套、離心機、原子吸收光譜儀、渦旋混合器、分析天平，20目篩網。

1.2主要試劑

超純水、硝酸、硫酸、EDTA、乙酸乙酯、甲醇、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、氯化鈉等。

1.3方法

1.3.1檢測原理

重金屬鎘檢測試紙條應用了競爭抑制膠體金免疫層析的原理，結構如圖1所示。將金標抗體結合在金標墊/微孔中，將抗原（T線）和二抗（C線）固定于NC膜上，當待測樣品加到樣品墊/微孔中后，樣本中抗原與金標抗體結合，通過層析作用向前移動。當移至（T線）區域時，偶聯抗原和未結合金標抗體結合而被截留，聚集在檢測線（T線）上，剩余金標抗體越過檢測線（T線），在質控線（c線）處與二抗結合顯色，配合儀器讀取結果。

1.3.2檢測方法

1.3.2.1樣品前處理

稱取2.0g±0.02g均質（過20目篩網）樣本于50mL離心管中，加入6mL硝酸溶液（0.5M）和4mL乙酸乙酯，具塞，充分振蕩5min后，4000rpm離心5min；取1mL上清，加入2mL硫酸溶液（1M），振蕩3min，4000rpm離心3min；棄上清，取500μL下清，立即加入0.5M PBS溶液（5min內），振蕩混勻；取250μL該混合液，加入200μLLEDTA-水溶液（0.5M），振蕩均勻，1min內待檢。

1.3.2.2檢測步驟

（1）在進行檢測前先完整閱讀使用說明書，從原包裝中取出試劑桶，打開后取出所需數量的微孔試劑和試紙條，并做好標記；微孔試劑取出后，立即蓋好試劑桶蓋。

（2）使用前將試紙條、微孔試劑和待檢樣品恢復至室溫25℃；將所需微孔試劑置于加熱器上的微孔中。一次檢測樣品數量不要超過4個；如果一次檢測樣品數量超過4個，請按照4個一組，分批檢測。

（3）用微量移液器移取200μL回溫后的樣品于微孔試中，緩慢抽吸至檢測樣品與微孔試劑充分混勻；使用計時器，開始計時。

（4）40℃條件下孵育5min；孵育結束后，停止計時；從試劑桶中取出所需數量的試紙條并插入微孔試劑中，使印有LOGO手柄端向上，另一端向下并充分浸入溶液中；再次按下計時器，開始第二次5min孵育。

（5）第二次5min孵育結束后，停止計時；取出試紙條，擦除下端樣品墊，立即使用讀數儀讀取檢測結果。注意不要接觸或損壞測試條中部檢測區域，并在1min內讀取結果。

（6）檢驗完畢，剩余試紙條和微孔試劑放回試劑桶并蓋緊桶蓋，剩余所有的試劑蓋緊瓶蓋，一起放回試劑盒中，2～8℃保存。

1.3.2.3評價方法

配置高、中、低三種濃度的糙米樣品，其中低濃度樣品為88.1μg/kg，中濃度樣品為169μg/kg，高濃度樣品為261μg/kg。每組7份評價標準樣品，由3位實驗員所用樣品提供的方法分別獨立提取每組樣品，并按照所用樣品提供的方法檢測，計算其標準差（SD）和檢測均值。

按照上述檢測步驟進行操作，分別測定該方法的準確度、精密度。其中準確度依據與標準樣品標定值的檢測偏差判定，用回收率表示，回收率計算方式如下：

回收率=樣品檢測均值/樣本標定值×100%

精密度的測定：精密度依據批內精密度，指同一批次產品檢測同一樣本結果的重現性，用變異系數（CV）表示，變異系數（CV）計算方法如下：

變異系數（CV）=標準差/樣本標定值×100%

2結果與分析

2.3結果判定

（1）打開樣品卡殼，將定量試紙條插入樣品卡殼槽內，保證白色NC膜表面的兩條色帶在卡殼視窗中間。

（2）將樣品卡殼插入讀數儀樣品卡槽中，按照儀器操作程序，點擊觸屏“檢測”鍵或“TEST”按鈕，讀取結果。

2.2評價結果

按照1.3.2進行樣品檢測，檢測結果如表1所示。

2.3準確度和精密度

根據以上檢測結果，計算檢測方法的準確度和精密度，具體結果如表2所示。

根據計算結果得出，在高、中、低三個濃度的標準樣品，平均回收率均在±20%之內，平均批內精密度CV<10%。

2.4注意事項

（1）檢測試紙條請在有效期內使用，使用前將試紙條和待檢樣本恢復至室溫。

（2）樣本大米和糙米可共用一條曲線，即糙米樣本也可用大米的曲線進行檢測。

（3）所有溶液使用前需搖勻，試劑C會有沉淀出現，但不影響結果。

（4）試劑A具有微弱的揮發性，建議配帶口罩或在通風廚中操作。

（5）樣本在振蕩完，移取1.8mL上清時，偶爾會有顆粒物堵塞槍頭的情況發生，可吹出、重新吸取。

（6）偶有樣本因顆粒度過細等出現乳化現象，造成上清取液量不足，則“方法二”中第一步振蕩5min后，可以靜置10min后再離心，也可適當增加離心時間至8～10min。

（7）檢測過程中請勿觸摸試紙條中央的白色膜面，如不小心接觸后請遺棄。

（8）槍頭與離心管等耗材不可混用，以免交叉污染。

（9）樣品要與微孔中試劑充分混合均勻，避免產生泡沫。

（10）第二次孵育后，務必立即去掉測試條下端的樣品墊，并在1min內讀取結果，因為試紙條干燥后顏色深度會產生一定變化，影響最后的結果。

（11）儀器讀取結果必須使用配套讀數儀和樣品卡槽。

（12）試劑從試劑桶取出后，請立即蓋好試劑桶蓋。用完一桶試劑再打開另外一桶。如果一次用不完8個微孔，可取用所需數量的微孔，將剩余微孔立即放回到裝有干燥劑的試劑桶中密封保存。請小心開啟微孔蓋，以保證全部試劑保留在微孔中。

（13）如發現陽性，檢測結果需要使用法定的確證方法進行確證。

（14）試驗遇到的任何問題，請與供應商聯系。

3結論

通過一系列性能評價實驗，重金屬離子鎘快速檢測及監測分析系統，小巧輕便，方便攜帶，可以與其他檢測項目同時檢測，另外整個檢測系統可以搭建云平臺，現場檢測數據可實時上傳。重金屬離子鎘快速定量檢測試紙條從稱樣開始到測定結束耽擱樣本的檢測時間小于35min。方法簡便，對人員專業技能要求相對較低，并且其靈敏度、穩定性和特異性等均達到了食品中有毒有害物質快速檢測的要求，非常適用于糧庫收購環節的篩選和監控工作。