常見食品中限量元素的含量範圍及其測定意義？
1、光譜法
（1）原子吸收光度法
原子吸收光光度法（Atomic Absorption Spectrometry,AAS）是基於被測元素基態原子在蒸氣狀態對其原子***振輻射的吸收進行元素定量分析的壹種方法。AAS具有靈敏度高（ng/mL-pg/mL、準確度高、選擇性高、分析速度快等優點。但是，AAS也存在不足，即不能多元素同時分析。
AAS是國家標準所規定的用於檢測砷（GB/T5009.11-2003）、鉛（GB/T5009.12-2003）、銅（GB/T5009.13-2003）、鋅（GB/T5009.14-2003）、鎘（GB/T5009.15-2003）、汞（GB/T5009.17-2003）等元素的方法。B.Demi等人使用AAS檢測面包中鐵、銅、鋅、鉛和鈣等金屬離子的含量，測出了這些離子的平均含量，取得了滿意的結果。
(2)原子發射光譜法
原子發射光譜法（Atomic Emission Spectroscopy,AES）是根據原子或離子在電能或熱能激發下離解成氣態的原子或離子後所發射的特征譜線的波長及其強度測定物質的化學組成和含量的分析方法。
AES操作簡單，分析速度快；具有較高的靈敏度（ng/mL-pg/mL）和選擇性；試劑用量少，壹般只需幾克至幾十毫克；微量分析準確度高；使用原子發射儀測定，儀器較簡單；可以定性及半定量的檢測食品中的金屬元素。
在《2005年最新國家食品生產認證與質量檢驗標準實施手冊》中規定使用AES檢測食品中的微量金屬元素。在實際應用中，AES常與電感耦合等離子發射技術（ICP）結合使用，以達到更好的效果。
(3)原子熒光光譜法
原子熒光光譜法（atomic fluorescence spectrometry,AFS），是依據氣態原子在輻射激發下發射的熒光強度來進行定量分析的方法，通常使用的儀器是原子熒光光度計。
AFS的主要特點是檢出限低、靈敏度高，檢測限可達pg/mL。而且AFS還具有譜線簡單、幹擾小、線性範圍寬、易實現多元素同時測定、所用試劑毒性小、便於操作、實用性較強等壹系列優點。但是AFS也存在壹些不足，即在使用的時候會存在熒光淬滅效應、散射光幹擾等問題，這導致在測量復雜試樣或高含量樣品時會遇到困難。因此，AFS的應用不如AAS和AES廣泛，但可作為這兩種方法的補充。
在國家標準中，AFS是規定使用的測定水中汞含量（NF/T90-113-2-2002）、果品制品中硒含量（GB/T5009.93-2003）以及食品中錫含量（GB/T5009.137-2003）的檢測方法。Taicheng Duan等人使用氫化物發生AFS的方法檢測茶葉中的痕量金屬鎘的含量，證實了該法對鎘的檢測限為10.8pg/mL。
(4)X射線熒光光譜法
X射線熒光光譜法（X-ray Fluorescence spectrometry,XFS）是利用樣品被激發後所發射的x射線隨樣品中的元素成分及元素含量的變化而變化來定性或定量測定樣品中成分的壹種方法，其檢測限可達到?g/g。
XFS具有分析迅速、樣品前處理簡單、可分析元素範圍廣、譜線簡單、光譜幹擾少、成本低等優點。目前被大量用於金屬的無損檢測、汙水中金屬元素的檢測以及儀器的無損探視等。該法不僅可以用於檢測金屬元素，也可以檢測非金屬元素。季桂娟等人使用該法直接測定茶葉中鋅、鉛、銅、鎘等22種元素，通過數學軟件校正基體效應、元素間的譜線重疊幹擾等問題，取得了較好的效果。
2、其他方法
(1)光學傳感器
光學傳感器是在20世紀誕生的壹種分析重金屬離子的方法。它是壹種信號傳導器，通常與對金屬敏感的物質結合使用而達到檢測樣品中金屬元素的目的。
(2)激光誘導分解光譜法（laser induced breakdown spectroscopy,LIBS）
LIBS是通過檢測激光誘導產生的質子的熒光來達到定性定量檢測金屬元素的目的。與傳統的熒光光譜法相比，LIBS的靈敏度與精確度更高。S.koch等人使用該法檢測水中鈷離子的含量，在信噪比為2的情況下得出其最低檢出限為40mg/L。
化學法1、雙硫腙比色法
雙硫腙（dithizone，即二苯基硫卡巴腙，diphenylthiocarbazone）比色法是依據雙硫腙與某些金屬離子形成有色絡合物，再采用分光光度計進行比色的壹種定性定量的檢測方法。
雙硫腙比色法只需要分光光度計，不需要特殊的儀器設備，現仍是基層實驗室用於測定食品、水、化妝品、生物材料等樣品中金屬元素的常用方法。但由於該方法操作比較繁瑣，稍有操作不當，易造成實驗失敗，試劑成本較高，檢測元素種類受限制，靈敏度較低，重復性差等不足，正逐漸被其他方法所取代。
雙硫腙法是國家標準規定使用的用於檢測食品中鉛（GB/T5009.12-2003）、鋅（GB/T5009.14-2003）、汞(GB/T5009.17-2003）等金屬元素的方法。同時，雙硫腙法還可用於鐵、銅等金屬元素的測定。徐茂軍利用表面活性劑Tween20的膠束增溶作用，建立了以雙硫腙水相反應體系直接比色測定食品中鉛的新方法。該方法中不需要使用有機溶劑萃取，同時又避免了使用氰化鉀等有毒物質，取得了滿意結果。
2、高效液相色譜法
高效液相色譜法（High performance Liquid Chromatography,HPLC）是基於流動相中的各組分與固定相發生作用的大小、強弱不同以致在固定相中滯留時間不同的原理進行檢測的壹種方法。
痕量金屬離子可與有機試劑形成穩定的有色絡合物，可據此使用高效液相色譜分離，紫外-可見光度檢測器定性定量檢測金屬離子。
HPLC具有分辨率和靈敏度高、分析速度快、重復性好、定量精度高、應用範圍廣、可實現多元素同時測定的優點，適用於分析高沸點、大分子、強極性、熱穩定性差的化合物。但是該法費用較昂貴，要用各種填料柱，容量小，分析生物大分子和無機離子困難，流動相消耗大且有毒性的居多。胡秋芬等建立以試劑2-2-喹啉偶氮）-5-二乙氨基酚（QADEAP）為柱前衍生試劑，內含2%醋酸甲醇溶液和pH4.0醋酸-醋酸鈉緩沖溶液梯度洗脫為流動相，Waters Nova-Pak-C18液相色譜柱，二極管矩陣檢測器，測定了食品中鐵、鈷、鎳、銅、鋅和錳，方法相對標準偏差在1.6%-3.5%之間，加標回收率在93%-107%之間。
3、毛細管電泳分析法
毛細管電泳分析法（capillary electrophores,CE）是荷電粒子或離子以電場為驅動力，在毛細管中按其淌度和分配系數不同進行分離，再經檢測器測定的壹種檢測方法。該法的最低檢出限可達到ng/mL。現在常用的儀器是高效毛細管電泳儀。
CE所用儀器簡單、易自動化；分析速度快、分離效率高，並可實現多元素同時測定；操作方便、消耗少；前處理簡單，基體效應小，而且應用範圍極廣，常用於食品、化妝品、汙水中金屬元素的檢測。與ICP-AES、ICP-MS、XFS等檢測方法相比更具有成本低、適用性強的優勢。Huatao Feng等人使用CE檢測茶葉中鈷、鐵、銅、鋅和鎳等金屬元素的含量，在信噪比為3的情況下，得到其最低檢測限介於6ng/mL-30ng/mL。
4、電化學方法
（1）溶出伏安法
溶出伏安法（Stripping Voltammetry）是以表面不能更新的液體或固體電極（如懸汞電極或汞膜電極）作工作電極，使被測組分預先富集在工作電極上，再逐步改變電極的電位（反方向外加電壓），使富集在工作電極上的物質重新溶出，根據溶出時的伏安曲線的峰高（或峰面積）進行定量分析的壹種方法。
溶出伏安法可分為陽極溶出伏安法（Anodic Stripping Voitammetry）、吸附溶出伏安法（Adsorptive Stripping Voltammetry）和電位溶出伏安法（Potentiometric Stripping Analysis,PSA）。該法最大的優點是靈敏度非常高，測定精確度、靈敏度較好，能同時進行多組分測定，且不需要貴重儀器的分析方法。 [Page]
陽極溶出伏安法，是將電化學富集與測定方法有機地結合在壹起的壹種方法。先將被測物質通過陰極還原富集在壹個固定的微電極上，再由負向正電位方向掃描溶出，根據極化曲線來進行分析測定。Recai等采用微分脈沖陽極溶出伏安法測定牛奶樣品中鉛的含量，在沈積電位為-0.5V時測出其線性範圍為8.7?g/L-185?g/L。
吸附溶出伏安法的原理是利用待測電活性物質的吸附作用，在壹定電位下將其吸附富集在工作電極表面，再以適當的伏安技術測量被吸附電活性物質的濃度。這種方法受實驗條件影響小，重現性比較好。Daniel Sancho等在未進行樣品前處理的條件下，直接利用鎳和鈷與丁二酮肟形成配合物[M（DMG）2〕懸汞電極作為工作電極測得甜菜糖中含量極少的鎳和鈷的濃度，當鎳和鈷的含量分別低於50?g/kg和10?g/kg時仍可檢測到。
PSA是恒電位電解富集與伏安分析相結合的壹種極譜分析技術。其靈敏度高，分析試樣用量少，適用於微量分析。並具有抗幹擾能力強、對檢測溶液無嚴格要求、精密度和分辨率高和測試儀器簡單的優點。Gia-como Dugo等使用PSA對大豆、玉米、花生、榛子等植物油中的鎘、鉛、銅、鋅等金屬元素進行檢測，最低檢出濃度為0.4?g/kg-0.9?g/kg。
(2)離子選擇電極法
離子選擇性電極是壹種電化學傳感器，其電位與溶液中給定離子的活度的對數呈線性關系，對某壹特定離子具有特殊的選擇性，對某些離子的測定靈敏度可達10-9數量級。
離子選擇性電極能直接測定液體試樣，而不受顏色和濁度的幹擾、對復雜樣品無需預處理、所需儀器設備簡單操作方便、有利於連續與自動分析，因此發展極為迅速。但是也存在壹些不足，如測量偏差較大，電極壽命短等。甄寶勤等采用巰基棉分離富集痕量銅，用HCl作洗脫劑，建立了飲料中痕量銅的離子選擇電極分析方法，靈敏度可達3.0×10-8mol/L，檢出限為8.30×10-8 mol/L，相對偏差為3.8%。
5、離子色譜法
離子色譜法（Ion Chromatography,IC）是以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對離子性物質進行分離，用電導檢測器連續檢測流出物電導變化的壹種液相色譜方法。
IC具有檢測靈敏度高、選擇性好、多離子同時分析、色譜柱的穩定性高等優點，在環境、食品、化工、電子、生物醫藥、新材料等許多領域都得到廣泛的應用。但是IC也存在壹些缺點，如分離效率較低；分析速度相對較慢；有時易受基體影響；分析成本較高等。盡管如此，IC己經是壹種硬件相當成熟的技術，在今後相當長的時期內，IC仍將為離子性物質的最佳分離方法。HaitaoLu等使用IC同時檢測了豬肝、對蝦、茶葉等樣品中的銅、鎳、鋅、鎘、鈷等7種金屬元素，在信噪比為3的情況下，得出該法的最低檢測限為0.8ng/mL。
生物法生物法主要是酶法，指的是添加對金屬離子敏感的酶到待測樣品中，通過傳感器將酶的變構現象顯示出來，從而定性定量的檢測出樣品中金屬離子的含量。該法操作簡單，靈敏度高，儀器設備要求不高，而且可以通過選擇不同的緩沖液以減少幹擾。Claudia Preininger使用脲酶與由Lipophilized Nile Blue和PVC構成的光學傳感器結合對樣品中的汞、銅等金屬離子進行檢測，在檸檬酸緩沖液得到其檢出限為1ng/mL。
結束語食品在檢測前往往需要消解。傳統的消解方法有幹化法、濕化法及灰化法，但是這些方法不僅耗時、耗力，而且消解的效果也不夠理想。微波消解儀的出現給食品安全檢測帶來了福音，尤其是對食品中金屬元素的檢測。微波是頻率約在300MHz～300GHz，即波長在100cm～0.1cm範圍內的電磁波。它能穿透絕緣體介質，直接把能量輻射到有電介特性的物質上，以此來加熱物體。微波消解使用試劑少，速度快，汙染少，最重要的是防止了砷、汞、硒等易揮發元素的損失，現已被廣泛用於汙水、化妝品、食品等領域金屬元素的檢測。但是由於消解條件的限制，微波消解儀目前還只是被壹些研究和檢測單位用於具體樣品的消解。在實際的使用中，微波消解儀常常與檢測方法聯合使用，以提高檢測的質量。Yaling Yang等人使用微波消解儀對中藥進行消解，然後利用反相HPLC檢測了其中鉛、鎘、汞、鎳、銅等金屬元素的含量，得出其最低檢出限介於2pg/mL-6 pg/mL。
食品中有害金屬元素的檢測方法很多，有物理法、化學法、生物法，除本文介紹的方法外，還有同位素稀釋法、中子活化分析法、質譜法等等。這些方法不僅可以用於食品中金屬元素的檢測，更多的時候是用在汙水、化妝品、藥品等領域的金屬元素檢測。只是不同的領域對檢測條件及精度要求不同，所以導致各種方法的發展方向不同。但總的而言，檢測方法正向著快速、安全、精確的方向發展