稻米中镉的检测方法研究进展

作者简介： 胡井荣（ 1982 － ） ，女，助理工程师，硕士研究生，主要从事农产品检测工作。
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广州化工
2012 年 5 月
1． 1． 2 火焰原子吸收法（ FAAS） 火焰原子吸收法的原理将含待测元素的样品溶液喷射成雾
状进入火焰，使样 品 气 化 为 基 态 原 子，利 用 空 心 阴 极 灯 作 光 源， 辐射出特征谱线 的 光，然 后 根 据 被 测 元 素 对 特 定 频 率 辐 射 线 的 吸收值进行分析。FAAS 具有操作简单、分析速度快、稳定性好、 精确度高的特点，但是雾化效率低，加之火焰气体对待测原子有 稀释作用，使其无法用于含量为 μg / kg 数量级的镉测定［1，3］。
韩冷等［10］研究了达旦—吐温 80 与镉的显色反应，简化了该 试剂测定微量镉的操作过程，并探讨了干扰离子的掩蔽方法，在 碱性溶液中达旦 黄 与 镉 形 成 橙 黄 色 的 配 合 物 ，干 扰 离 子 则 采 用 氟化钠—酒石酸钾钠—抗坏血酸联合掩蔽。该方法操作简单、 快速，选择性好，准确度较高。
Key words： rice； cadmium； determination
稻 米 是 我 国 乃 至 全 世 界 人 民 的 主 食 之 一 ，随 着 人 们 对 食 品 质量安全重视程度的提高，质优价廉的稻米在市场上越来越具 有优势。我国虽然是稻米主产国，但在稻米研究加工利用方面 还 比 较 滞 后 ，为 使 人 们 吃 上 放 心 、优 质 、品 种 花 色 多 样 的 大 米 ， 我们仍然任重而道远。镉是工业上常见的重金属，在环境和人 体中都有富集作用，半衰期长，不易降解，对人体健康也有很大 的危害。早在 1974 年联合国环境规划署 （ UNEP） 和国际劳动 卫生重金属委员会就将镉定为重点污染物，因此镉被作为世界 上最优先研究的污染物之一，引起世界各国的重视。我国规定 粮食中镉允许量标准为 0． 2 mg / kg，但我国粮食市场上大米镉 超标现象却时有发生，因此对稻米中镉的检测方法进行研究是 十分必 要 的。我 国 稻 米 中 镉 的 检 测 是 依 据 食 品 中 镉 的 测 定 （ GB / T 5009． 15 － 2003） 进行的，其中介绍了石墨炉原子吸收光 谱法、原子吸收 光 谱 法 、比 色 法 和 原 子 荧 光 法 。 为 了 加 强 食 品 公共安全 ，近年来 ，许 多 学 者 针 对 镉 的 传 统 分 析 技 术 进 行 了 改 进和发展 ，并提出 了 一 些 适 于 现 场 快 速 检 测 的 方 法 ，如 免 疫 学 方法、试纸法等。目 前 对 于 稻 米 中 镉 的 检 测 方 法 ，针 对 传 统 检 测方法的样品前处理的研究较多，而快速检测技术较少。本文 综述了传统的镉 的 检 测 方 法 ，以 及 免 疫 学 方 法 、试 纸 法 等 快 速 检测方法 ，分析了 各 种 检 测 方 法 的 特 点 ，为 稻 米 镉 的 检 测 提 供 了一定参考依据。
此外，还有一些学者研究了稻米中镉的其他检测方法，如王 军等［11］用同位素稀释质谱法（ IDMS） 测量大米粉标准物质中镉
的含量； 浦炳寅等［12］采用双波长分光光度法测定大米中的痕量 镉。
2 快速检测方法
传统的检测方法大多需要昂贵的仪器设备并耗费大量的时 间以及人力物力，不 能 满 足 镉 检 测 快 速 便 捷 的 要 求。 根 据 目 前 国内外对镉快速检测的研究和报道，主要有免疫学分析、试纸法 等方法，这些方法 在 灵 敏 度 和 准 确 性 上 要 远 远 低 于 传 统 的 分 析 方法，但具有方便、简 单、快 速、易 携 且 经 济 的 特 点，适 用 于 现 场 和大量样品的定性分析。
HU Jing － rong （ Xinghua Supervision and Examination Institue of Product Quality，Jiangsu Taizhou 225700，China）
Abstract： Cadmium was an important factor affecting the safety quality of rice． The traditional and rapid methods of determination on cadmium in rice were summarized，meanwhile，the theory，recent research advancement，applicability and features of the mentioned methods were analyzed and compared，then the suggestions on current detecting situation and prospect of inspection agencies were put forward．
了各种方法的原理、研究进展、特点和适用性，并对检验机构的检测现状和发展提出了建议。
关键词： 稻米； 镉； 检测
中图分类号： O65
文献标识码： A
文章编号： 1001 － 9677（ 2012） 10 － 0033 － 03
Rescent Advances of Determination Technique of Cadmium in Rice
1． 4 电感耦合等离子体质谱法（ ICP － MS）
利用电感耦合等离子体使样品气化，将待测金属分离出来， 然后进入质谱进 行 测 定。可 与 色 谱 法、激 光 采 样、毛 细 管 电 泳、 氢化物发生等进样或分离技术联用。本法灵敏度高，选择性好， 检测 限 低、能 同 时 分 析 多 种 元 素，但 价 格 极 其 昂 贵，易 受 污 染［1，3］。
但 GFAAS 常规升温程序时间较长，不利 于 样 品 的 快 速 检 测。卓召模等［6］将快速程序升温原子化技术应用于大米镉的测 定，在升温程序中 省 去 灰 化 步 骤，缩 短 干 燥 时 间，使 得 升 温 程 序 由 94 s 减少到 27 s ，大大缩短了分析时间，而分析结果和常规升 温程序下的结果无显著性差异，既快速又简便。
1． 5 阳极溶出伏安法（ ASV）
阳极溶出伏安法 也 称 反 向 极 谱 法，是 一 种 以 电 流 对 时 间 的 半微分值对电位的关系曲线为基础的新的电位分析方法。即先 将被测金属离子 在 一 定 的 电 压 条 件 下，电 解 一 定 时 间 富 集 在 固 体汞膜电极上，然 后 将 电 压 按 从 负 往 正 的 方 向 扫 描 使 还 原 的 金 属从电极上氧化溶出，并记录其氧化波，根据氧化波的高度确定 被测物质的含量。ASV 灵敏度高、分辨率好，价格低廉，可同时 测定几种元素，检测限可达到 10 － 9 mol / L［1，3］。
2． 1 免疫学方法
免疫学检测方法是将抗原抗体反应与灵敏的检测系统结合 而成的分析方法。镉离子分子量小，不足以形成抗原表位，没有 抗原性，但可作为半抗原。如果利用离子与鳌合剂络合特性，可 将其制备成具有免疫原性的活性物质。首先设计并合成半抗原 分子，随后将半抗原分子连接到载体蛋白上，再用合成抗原免疫 小鼠制备抗体，最终建立镉离子的免疫检测方法，其中制备镉的 完全抗原是最为关键的问题。
1． 2 紫外分光光度法（ UV）
紫外分光光度法是基于被测物质对紫外—可见光辐射具有 选择性吸收的特点来进行分析测定的方法，通常要加入显色剂， 使待测物质与显 色 剂 形 成 相 对 稳 定 的 有 色 络 合 物 ，根 据 显 色 程 度与标准系列比 较 从 而 定 量。本 法 操 作 简 单，也 不 需 要 昂 贵 的 仪器和试剂，容 易 普 及，不 足 之 处 在 于 干 扰 因 素 多，选 择 性 差。 UV 的研究热点在于显色剂的选用，主要有三氮烯试剂、偶氮试 剂和卟啉试剂等。偶氮试剂是最早也是应用最广的测镉试剂， 其灵敏度较高，但选择性较差； 三氮烯显色剂具有灵敏度高和选 择性较好的优点，测镉效果较好； 卟啉试剂是一类较晚应用于测 镉的新试剂，这类 试 剂 具 有 巨 大 的 共 轭 双 键 结 构 而 与 镉 生 成 络 合物显色，其灵敏度高，稳定性好，可测定 ppb 级镉［9］。
FAAS 的样品前处理方法包括常压消解、微波消化、活性炭 分离富集、微波 萃 取、液 液 萃 取、超 临 界 萃 取 等［7］。 这 些 前 处 理 方法或消解时间过长，方法繁琐； 或试剂用量多，毒性大； 或仪器 成本高。侯晋［8］采 用 高 压 溶 样 弹，将 样 品 用 硝 酸—过 氧 化 氢 溶 解后，用 FAAS 法 对 大 米 中 镉 进 行 测 定，回 收 率 高 达 96% ～ 103% ，RSD 为 3． 9% 。该法安全、快速、易操作、空白值也低、准 确度和精密度也较高。
采用 GFAAS 时，选择合适的样品前处理方法，可以减少镉 离子的损失，提 高 分 析 结 果 的 准 确 性。样 品 的 前 处 理 方 法 一 般 有普通高压消 解、干 法 灰 化 和 湿 法 消 解 三 种。倪 小 英［4］ 采 用 微 波消解法处理稻 米 样 品，发 现 三 梯 度 法 比 一 次 到 位 消 解 法 效 果 要好，最佳微波消解程序是： 硝酸与过氧化氢配比 7∶3、消解时 间（ 2 + 2 + 4） min、消解温度（ 130 + 170 + 200） ℃ 、消解压力（ 5 + 10 + 8） atm，在该条件下稻米中镉的消解回收率最高。陈国友［5］ 通过电热板直接消化法和微波消化法两种方式测定大米中的 镉，提出了应用 这 两 种 消 化 方 法 的 注 意 事 项。 电 热 板 直 接 消 化 法需控制好消化 温 度、消 化 终 点、剩 余 酸 量、选 择 合 适 的 基 体 改 进剂并注意酸碱浓度的匹配； 微波消化法要注意消解液酸浓度 不宜过高，否 则 石 墨 管 的 使 用 寿 命 会 大 大 降 低，并 产 生 记 忆 效 应，而与硼氢化钾溶液反应过激会使测定结果严重偏低，甚至损 坏原子仪器。与常规消解方法相比，微波消解技术具有高效、快 速、易于控制、化学试剂用量少、空白值低、不污染工作环境等优 点，是一种新型、高效、清洁的样品处理手段。