葡萄酒中铅检测新策略：基于固相萃取基质净化的AAS与便携式电化学传感器联用技术

本研究针对葡萄酒中铅(Pb)检测需强酸消解的前处理难题，创新性采用苯乙烯-二乙烯基苯聚合物固相萃取(SPE)净化技术，结合石墨炉原子吸收光谱(GF-AAS)和便携式电化学传感器(MetalSens)，实现94-101%铅回收率。该方案有效去除酚酸/黄酮类干扰物，SPE柱可重复使用5次，为食品安全监测提供绿色高效的解决方案。

　　

葡萄酒作为全球消费量达2.32亿百升的酒精饮料，其健康益处与重金属污染风险并存。铅(Pb)作为主要污染物，可导致肾脏、神经等多系统损伤，欧洲食品安全局数据显示葡萄酒是膳食铅的重要来源。传统检测依赖浓硝酸消解，存在耗时长（0.5-6小时）、强腐蚀性试剂（HNO₃
/H₂
O₂
混合液）和实验室依赖等缺陷。虽然阳极溶出伏安法(ASV)等电化学技术具有便携潜力，但葡萄酒复杂基质（含糖类、单宁、酚类等）易污染电极，制约其实际应用。

法国勃艮第大学的研究团队在《Food Chemistry》发表创新成果，开发出基于固相萃取(SPE)的温和前处理方案。研究人员选用Bond Elut PPL（苯乙烯-二乙烯基苯聚合物）固相柱，通过甲醇/硝酸(pH 3)活化-上样-酸洗四步流程（图1），结合石墨炉原子吸收光谱(GF-AAS)和MetalSens便携传感器，系统评估了霞多丽、黑皮诺等4种葡萄酒的净化效果。关键技术包括：SPE柱性能对比实验（ENV/Plexa等5种聚合物）、UPLC-MS多酚分析（Raptor ARD-18柱，35°C）、GF-AAS检测（283.306 nm波长，三阶段干燥/800°C热解）、电化学检测（-0.5V沉积/0-0.4V扫描）及统计学分析（ANOVA/Cochran检验）。

3.1 固相萃取的基质净化效果
SPE处理使红葡萄酒完全脱色，白葡萄酒透明度提升。UPLC证实PPL柱对酚酸/黄酮去除率最佳，保留铅回收率达96.3-102%。对比Oasis HLB等材料，PPL通过π-π堆积作用特异性吸附芳香化合物，而铅可能以游离Pb²⁺
或大分子复合物形式穿透。

3.2 GF-AAS检测性能
未经净化样品导致石墨管严重积碳，而SPE处理组平台可重复使用100次以上。铅浓度在霞多丽（101.7±9.5 μg/L）、黑皮诺（96.3±7.4 μg/L）等样品中与消解法无统计学差异（p>0.05），乙醇干扰因4倍稀释和石墨炉技术得以规避。

3.3 有机组分去除率
Folin-Ciocalteu法显示总酚去除率：白葡萄酒83-85%、桃红85%、黑皮诺>95%。UPLC定量发现残留没食子酸(GA)仅0.65 mg/L（红葡萄酒），咖啡酸等组分均<0.1 mg/L，证实对电化学干扰物的高效清除。

3.4 SPE柱重复使用
20次循环测试显示铅回收率仍保持93.7-112.4%，但10次循环后黑皮诺样品出现GA（0.83 mg/L）和咖啡酸（0.69 mg/L）累积，建议限用5次以保证RSD<5%。

3.5 电化学检测验证
MetalSens传感器对净化后样品成功检出铅（87.6-104.2 μg/L），与GF-AAS偏差<15%。但红葡萄酒因残留有机物导致20次循环后偏差增至30%，凸显基质复杂性对便携设备的挑战。

该研究开创性地将SPE净化引入葡萄酒重金属检测领域，相比传统消解法具有三大突破：①避免使用10 mL浓硝酸，处理时间缩短至20分钟；②实现SPE-GF-AAS联用的平台污染控制；③为便携传感器提供可行前处理方案。局限性在于样品需2倍稀释，且对高单宁葡萄酒需优化酸释放步骤。未来可拓展至铜、镉等其他金属检测，推动食品安全现场快检技术发展。