電感耦合等離子體在食品分析檢測(cè)中的應(yīng)用

謝曉敏 金尉 宋艷偉

食品安全與質(zhì)量一直備受社會(huì)關(guān)注，因此有必要對(duì)食品中的微量元素、有害元素等進(jìn)行精確、快速的檢測(cè)。電感耦合等離子體（Inductively Coupled Plasma，ICP）作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)多元素、高靈敏度和高準(zhǔn)確性分析的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于食品分析檢測(cè)領(lǐng)域。

一、電感耦合等離子體概述

電感耦合等離子體是一種高溫等離子體發(fā)射光譜分析技術(shù)，在電感耦合等離子體中，氣體被加熱到高溫并電離形成等離子體，這種等離子體通常以氬氣為載氣，通過高頻感應(yīng)線圈進(jìn)行加熱和電離，電感耦合等離子體的高溫條件可以將樣品中的大部分元素轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，這些激發(fā)態(tài)元素會(huì)發(fā)出特征的光譜線，然后通過光譜儀器進(jìn)行檢測(cè)和分析。

電感耦合等離子體技術(shù)常用于分析和檢測(cè)樣品中的各種元素，具有高靈敏度、高分辨率和廣泛的元素分析范圍，因此在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、藥物分析、地質(zhì)化探等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，比如食品中微量元素和重金屬的測(cè)定、土壤和水樣中的元素分析、礦石和地質(zhì)樣品中的元素組成分析等。

二、電感耦合等離子體

在食品分析檢測(cè)中的應(yīng)用

1.微量元素分析。食品中的微量元素對(duì)于人體健康具有重要意義，因此對(duì)食品中微量元素進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定至關(guān)重要。電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)（ICP-MS）具有高靈敏度、高分辨率和廣泛的元素分析范圍，在微量元素分析方面發(fā)揮著重要作用，可以精確測(cè)定食品中微量元素的含量，如鐵、鋅、硒等，通過定量分析可以評(píng)估食品中微量元素的含量是否符合營養(yǎng)需求和食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

2.重金屬檢測(cè)。重金屬是指密度較大、原子量較大的金屬元素，如鉛、鎘、砷、汞等，食品中的重金屬元素如果超出安全標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)對(duì)人體健康造成潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)食品中重金屬的準(zhǔn)確檢測(cè)至關(guān)重要。電感耦合等離子體質(zhì)譜可以非常精確地測(cè)定食品中的重金屬元素含量，如鉛、鎘、砷等，幫助評(píng)估食品安全性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決食品中可能存在的重金屬污染問題。比如，電感耦合等離子體質(zhì)譜可以通過對(duì)食品樣品中重金屬同位素比值的分析，幫助追蹤重金屬元素的污染源，這對(duì)于確定污染物來源、制定有效的污染控制和防治措施具有重要意義；電感耦合等離子體質(zhì)譜也可以用于監(jiān)測(cè)食品加工過程中可能受到的重金屬污染，如機(jī)械磨損產(chǎn)生的金屬顆粒、加工設(shè)備中的金屬離子等。ICP-MS在重金屬元素分析檢測(cè)中的應(yīng)用詳見表1。

3.有害物質(zhì)檢測(cè)。電感耦合等離子體可以用于檢測(cè)食品中的有害物質(zhì)，如農(nóng)藥殘留、激素、抗生素等，幫助監(jiān)測(cè)食品中有害物質(zhì)的含量，確保食品安全，保護(hù)消費(fèi)者的健康。比如，通過電感耦合等離子體質(zhì)譜的分析，可以檢測(cè)食品樣品中的氯代有機(jī)農(nóng)藥、磷代有機(jī)農(nóng)藥等有害物質(zhì)殘留情況，確保食品的安全性和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

4.食品摻假檢測(cè)。食品摻假是指將廉價(jià)或不合格的原料摻雜到高檔食品中，以獲取不正當(dāng)利潤的行為。電感耦合等離子體質(zhì)譜可以對(duì)食品中的元素進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的分析，生成每種食品原料特有的元素指紋圖譜，通過對(duì)比樣品的元素指紋，即可發(fā)現(xiàn)摻假食品中不正常的元素組成，從而辨別食品的真?zhèn)巍ｋ姼旭詈系入x子體質(zhì)譜對(duì)微量元素的檢測(cè)靈敏度高，能夠測(cè)定食品中痕量級(jí)別的元素含量，在某些情況下，摻假食品中的痕量元素含量會(huì)出現(xiàn)異常，電感耦合等離子體質(zhì)譜的檢測(cè)也可以揭示這些異?，F(xiàn)象。

5.食品加工過程監(jiān)控。電感耦合等離子體質(zhì)譜可以用于監(jiān)測(cè)食品加工過程中微量元素的變化情況，檢測(cè)加工原料中的污染物含量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，保證食品加工過程的安全性和質(zhì)量穩(wěn)定性。具體來說，電感耦合等離子體質(zhì)譜可以分析食品加工過程中所使用原料的元素含量，確保原料符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)幫助調(diào)整食品配方，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性；電感耦合等離子體質(zhì)譜可以監(jiān)測(cè)食品加工過程中各種元素含量的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的工藝問題，保證加工過程中的質(zhì)量穩(wěn)定性；電感耦合等離子體質(zhì)譜還可以用于檢測(cè)成品中的各種元素含量，驗(yàn)證產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性，確保成品符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)；電感耦合等離子體質(zhì)譜也可以用于監(jiān)測(cè)食品加工過程中可能受到污染的情況，如金屬離子、重金屬等有害物質(zhì)的檢測(cè)，以及監(jiān)測(cè)加工設(shè)備的磨損情況，防止金屬顆粒污染食品。

三、應(yīng)用電感耦合等離子體

進(jìn)行食品分析檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

1.高靈敏度。電感耦合等離子體質(zhì)譜具有極高的靈敏度，能夠檢測(cè)食品樣品中痕量甚至超痕量的元素，因此電感耦合等離子體質(zhì)譜在檢測(cè)食品中微量元素和有害物質(zhì)時(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)食品中潛在的安全問題。具體來說，電感耦合等離子體質(zhì)譜能夠檢測(cè)食品中極微量的元素，甚至達(dá)到痕量或超痕量級(jí)別，在食品中痕量元素的檢測(cè)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)食品中微量元素的含量，這些微量元素對(duì)于食品的營養(yǎng)價(jià)值和安全性具有重要意義，可以幫助科研人員和食品生產(chǎn)企業(yè)了解食品中微量元素的含量，指導(dǎo)產(chǎn)品的開發(fā)和改進(jìn)；電感耦合等離子體質(zhì)譜可以檢測(cè)食品中的微量污染物，如重金屬、農(nóng)藥殘留等有害物質(zhì)，對(duì)于保障食品安全和環(huán)境保護(hù)具有重要意義；電感耦合等離子體質(zhì)譜的高靈敏度使其可以快速、精準(zhǔn)地完成食品樣品的分析檢測(cè)，提供快速反饋和分析結(jié)果，有助于食品生產(chǎn)中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和質(zhì)量控制。

2.多元素分析。食品中的成分存在多樣性，包括微量元素、重金屬、礦物質(zhì)等，電感耦合等離子體質(zhì)譜能夠同時(shí)對(duì)多種元素進(jìn)行分析，全面了解食品樣品的元素組成，為食品成分的綜合評(píng)估提供了一種方便、高效的手段，也有利于全面評(píng)估食品的質(zhì)量和安全性。具體來說，食品中需要檢測(cè)的元素種類繁多，且含量范圍廣泛，電感耦合等離子體質(zhì)譜可以覆蓋大部分元素，適用于不同類型和不同含量的食品樣品分析檢測(cè)；不同元素的含量和比例可以反映食品的成分特點(diǎn)、生長環(huán)境、處理方式等信息，電感耦合等離子體質(zhì)譜的多元素分析能夠幫助分析師充分了解食品樣品的質(zhì)量特征，為食品生產(chǎn)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和監(jiān)管部門提供全面的食品質(zhì)量數(shù)據(jù)支持，確保食品的質(zhì)量和安全，滿足消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量和營養(yǎng)安全的需求。

3.高準(zhǔn)確性和高精密度。電感耦合等離子體質(zhì)譜具有高度的準(zhǔn)確性和精密度，能夠?yàn)槭称飞a(chǎn)企業(yè)和食品安全監(jiān)管部門提供可靠的分析結(jié)果，為食品質(zhì)量控制、產(chǎn)品改進(jìn)和國家標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)的依據(jù)。具體來說，電感耦合等離子體質(zhì)譜分析方法具有較高的準(zhǔn)確性，可以提供可靠、精確的分析數(shù)據(jù)，通過準(zhǔn)確的儀器校準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)品校正，能夠準(zhǔn)確測(cè)定食品樣品中微量元素和有害物質(zhì)的含量，為食品安全評(píng)估提供科學(xué)的依據(jù)；電感耦合等離子體質(zhì)譜在分析過程中通常具有較高的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，能夠獲得高精密度的分析結(jié)果，通過重復(fù)分析和控制實(shí)驗(yàn)條件，能夠提供符合實(shí)際要求的精準(zhǔn)分析數(shù)據(jù)，為食品質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)提供可靠的依據(jù)；電感耦合等離子體質(zhì)譜在分析過程中通常具有較低的分析誤差，能夠準(zhǔn)確測(cè)定微量元素和有害物質(zhì)的含量，避免誤差的積累和擴(kuò)散，為食品分析檢測(cè)提供可靠的數(shù)據(jù)保障。

4.寬線性范圍。電感耦合等離子體質(zhì)譜的分析線性范圍廣，能夠在較大范圍內(nèi)測(cè)定元素的含量，適用于不同類型和不同含量的食品樣品分析。具體來說，電感耦合等離子體質(zhì)譜在分析過程中能夠覆蓋寬泛的元素濃度范圍，從痕量到超痕量級(jí)別，甚至到較高濃度水平，因此可適用于食品樣品中不同元素的含量分析；電感耦合等離子體質(zhì)譜具有寬線性范圍，可以靈活地調(diào)整分析方法，以適應(yīng)不同食品樣品中元素含量的變化，無論是微量元素的分析檢測(cè)，還是重金屬或其他高含量元素的檢測(cè)，電感耦合等離子體質(zhì)譜都能夠給出準(zhǔn)確可靠的分析結(jié)果；電感耦合等離子體質(zhì)譜寬線性范圍的特性減少了對(duì)食品樣品進(jìn)行預(yù)處理的需求，對(duì)于不同類型的食品樣品可以直接進(jìn)行分析檢測(cè)，減少了樣品處理的復(fù)雜性和影響樣品的可能。

5.快速分析。電感耦合等離子體質(zhì)譜具有較快的分析速度，適用于食品生產(chǎn)過程中的在線監(jiān)測(cè)和快速檢測(cè)，對(duì)于大批量食品樣品的快速分析非常有效。具體來說，電感耦合等離子體質(zhì)譜能夠?qū)崿F(xiàn)高通量的分析，憑借其高靈敏度和高分辨率，可以快速測(cè)定食品樣品中多種元素及其含量，在較短的時(shí)間內(nèi)分析大量的樣品，提高分析效率；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀器通常具備較快的響應(yīng)速度，能夠迅速進(jìn)行恒速掃描和數(shù)據(jù)采集，從而實(shí)現(xiàn)食品樣品的快速分析。以上這些特性使得電感耦合等離子體質(zhì)譜在食品分析檢測(cè)中能夠快速獲得準(zhǔn)確可靠的多元素分析結(jié)果，為食品安全評(píng)估和質(zhì)量控制提供重要的技術(shù)支持。

綜上所述，電感耦合等離子體質(zhì)譜作為一種先進(jìn)的分析技術(shù)，已經(jīng)在食品分析檢測(cè)中展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，有望為食品行業(yè)的質(zhì)量管控和產(chǎn)品安全提供有力的技術(shù)支持。然而，電感耦合等離子體質(zhì)譜在食品分析中仍面臨著一些挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)，希望未來能夠加強(qiáng)電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)在食品分析檢測(cè)中的應(yīng)用，不斷完善分析方法，提高分析效率和準(zhǔn)確性，為食品安全與質(zhì)量保障作出更多貢獻(xiàn)。

作者簡介：謝曉敏（1984-），女，漢族，黑龍江齊齊哈爾人，中級(jí)工程師，大學(xué)本科，研究方向?yàn)槭称钒踩?/p>

*通信作者：宋艷偉（1981-），女，漢族，黑龍江佳木斯人，高級(jí)工程師，碩士研究生，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)。