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,对金博宝188官网注册提出了更高的要求。现阶段,先进的金博宝188官网注册监测技术被运用到了日常生活中,提高了金博宝188官网注册 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金博宝188官网注册 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金博宝188官网注册 检测方面的应用现状及其未来的发展前景。
关键词:ICP-MS;金博宝188官网注册 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技术在金博宝188官网注册 检验中的元素分析应用情况进行概述,为深入研究金博宝188官网注册 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技术在金博宝188官网注册 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在金博宝188官网注册 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,成为金博宝188官网注册 检验的一种强有力的手段,给金博宝188官网注册 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,以期金博宝188官网注册 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。
参考文献
[1]HERMO M P,SAURINA J,BARBOSA J,et al.High-resolution mass spectrometry applied to the study of metabolome modifications in various chicken tissues after amoxicillin administration[J].Food Chemistry,2014,153(15):405-413.
[2]LEE J E,KIM G S,PARK S,et al.Determination of chokeberry ( Aronia melanocarpa ) polyphenol components using liquid chromatography–tandem mass spectrometry: Overall contribution to antioxidant activity[J].Food Chemistry,2014,146(1):1-5.
[3]PHAN-THIEN K Y,WRIGHT G C,LEE N A.Inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) and optical emission spectroscopy (ICP-OES) for determination of essential minerals in closed acid digestates of peanuts (Arachis hypogaea L.)[J].Food Chemistry,2012,134(1):453-460.
[4]FEUDO G L,NACCARATO A,SINDONA G.Investigating the Origin of Tomatoes and Triple Concentrated Tomato Pastes through Multielement Determination by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry and Statistical Analysis[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2013,58(6):3801-3807.
[5]YOKOYAMA T,TOKUDA M,YAMAZAKI T.Possibility of geographical traceability of Lucensosergia lucens shrimp based on element content measured through inductively coupled plasma mass spectrometry[J].Fisheries Science,2021(1):1-11.
[6]LLORENTE-MIRANDES T,J CALDERÓN,CENTRICH F,et al.A need for determination of arsenic species at low levels in cereal-based food and infant cereals. Validation of a method by IC-ICPMS[J].Food Chemistry,2014,147:377-385.
[7]Hansen H R,Raab A,Price A H,et al.Identification of tetramethylarsonium in rice grains with elevated arsenic content[J].Journal of Environmental Monitoring Jem,2011,13(2):1.
[8]孙梦寅,吴颖,姜洁,等.ICP-MS同时测定谷类食物中18种微量元素的研究[J].食品工业科技,2011(11):424-425.
[9]黄浩.ICP-MS在金博宝188官网注册 检测中的应用研究[J].广东化工,2016,43(2):119-120.
[10]洪月玲,高明慧,钱云霞,等.ICP-MS法测定水果中5种金属元素与特征分析[J].河南预防医学杂志,2019,30(5):344-346.
[11]宋慧坚.微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定蔬菜中铅和镉[J].光谱实验室,2005,22(4):794-796.
[12]朱芳,刘翅,杨中艺.微波消解-原子荧光光谱法测定番茄不同部位中微量汞[J].分析测试学报,2005,24(1):89-92.
[13]张丽,林峥,谯斌宗.酸浸提端视ICP-MS法测定蔬菜中多种矿物元素[J].中国卫生检验杂志,2002,12(2):185-186.
[14]孙玉岭,陈明生,王玉萍.微波溶样ICP-MS测定海产品中十六种元素[J].光谱学与光谱分析,1999,19(4):601-603.
[15]刘奋,戴京晶,林奕芝,等.ICP-MS测定食品中多种金属元素[J].现代预防医学,2002,29(1):43-45.
[16]ALMEIDA C,VASCONCELOS M,BARBASTE M,et al.ICP-MS multi-element analysis of wine samples-a comparative study of the methodologies used in two laboratories[J]. Analytical & Bioanalytical Chemistry,2002,374(2):314-322.
[17]CASTIM M,BRANDT R,BOHLEN A V,et al.Development of a procedure for the multi-element determination of trace elements in wine by ICP-MS.[J].Fresenius Journal of Analytical Chemistry,2001,370(5):553-558.
[18]张建,田志强,卢垣宇,等.电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测白酒中28种元素[J].食品科学,2013,22:257-260.
[19]逯义.电感合等离子体质谱法(ICP-MS)测定饮用水中微量硼[J].饮料工业,2012,15(5):46-47.
[20]莫曦明,彭寨玉,徐淑暖,等.电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定饮用水中六价铬[J].中国卫生检验杂志.2009,19(8):92-98.
相关热词搜索:
[责任编辑:]
参与评论