食安把關再升級！ 農藥所應用高解析XRF建構食品重金屬檢測新模式 (農業部)
農業部新聞資料第1743號 中華民國115年6月23日
食安把關再升級！
農藥所應用高解析XRF建構食品重金屬檢測新模式
面對全球食安標準提升，農業部農業藥物試驗所與時俱進，成功導入國外發明專利「高解析度 X 射線螢光技術」(HDXRF®），並結合該所深厚的檢驗確效實力，跨越傳統檢測瓶頸，發展出兼具「快速、精確、非破壞性」的創新定量分析流程。該技術不僅將耗時的檢測時間大幅縮減至 15 分鐘，更具備低成本、環保減廢等永續優勢，在第一線強化農畜水產品的源頭管理，為國人取食安全築起更堅實且高效的防線。
農藥所表示，食品中砷、鉛、鎘、汞等重金屬的殘留，向來是國際食安監測管理的核心議題，目前食品微量重金屬檢測主要採用「感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）」，該技術雖具高靈敏度與精確性，但樣品前處理過程繁瑣，伴隨的化學廢液亦造成環境負擔。昂貴的儀器建置成本與專業的操作門檻，對於國內的中小型加工業者而言，是難以跨越的沉重負擔。
相較之下，X射線螢光光譜儀（XRF）則具有效率與便利性的優勢，檢測過程幾乎無需破壞樣品，也省去繁瑣的化學處理，可在極短時間內完成多元素同步測定。但缺點是設備體積龐大、造價不斐，且受限於感度瓶頸，市面上多用於檢測含量較高的工業重金屬。然而，對於民眾健康至關重要的食品原料中微量重金屬，現有 XRF 技術仍存在感度落差，無法滿足食品原料嚴格的篩檢需求，形成產業應用的缺口。
有鑑於此，農藥所發展出具備 ppm 級偵測極限的「可攜式 XRF」，整體量測僅需不到 15 分鐘，若結合預濃縮程序，甚至能精準捕捉水體中的極微量重金屬，此技術的應用潛力有望成為食品原料快篩把關的利器。為推動該技術並用於農、畜、水產品的自主管理，農藥所自 112 年起，與國內儀器大廠跨領域合作，引進美國發明專利「雙曲晶體光學元件 (DCC)」頂尖可攜式 XRF 設備，針對多種基質樣態，採用添加法製備參考物質（RM）用以建構基質匹配檢量線，不但能將儀器由傳統的「定性篩檢」提升至「定量」層級，更確保檢測結果的準確性與穩定性。
農藥所指出，為驗證技術實務可靠度，該所廣泛蒐集蕈菇、飼料、穀類、藻類、蜆精、中草藥及芝麻等 200 餘件真實樣品進行實測。結果顯示，在砷、鎘、汞及鉛含量的檢測結果，XRF與ICP-MS具有高度一致性。該標準量測程序亦委託第三方驗證機構進行現場實測與方法驗證，相關技術文件不僅正式提交食藥署（TFDA）審查，其方法確效資料更獲得權威期刊《臺灣農藥科學》審查通過後正式刊登。
農藥所表示，未來將持續向產業端推動該項技術，並擴大快檢水產品及穀類作物的重金屬。目前已至東部知名漁場及國內食品油脂大廠訪視及實地量測，瞭解企業工廠應用該技術尚須改善的流程細節，期能將實驗室建立之技術實際運用到加工廠現場檢測，提升業者自主把關能力。透過科技研發與產業應用鏈結，建立兼具效率、準確之快速檢測技術，從源頭落實食品安全管理，攔阻風險產品流入消費市場，提升國內食品安全水準與國際競爭力，保障民眾取食安全。
聯絡人：殘留管制組 林韶凱 組長 (04)23302101轉401
撰稿人：殘留管制組 曾昭銘 副研究員 (04)23302101轉415
表一 本技術與公告分析方法之比較
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公告方法 |
本快篩方法 |
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設備 |
ICP-MS |
E-maxTM XRF |
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原理 |
樣品經研磨取樣後，進行消化之前處理，如：乾式消化法、酸消化法以及微波輔助消化法等，再經由感應耦合電漿質譜儀檢測，樣品成氣溶膠型態後進入電漿離子源，在6000K-10000K的高溫下，轉變成帶電離子被偵測。 |
樣品經取樣後即可放入機器中檢測，無需複雜的前處理過程，利用X射線激發樣品中元素的內層電子，造成核外電子躍遷，返回基態時會放出特徵X光使偵測器測得。 |
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設備成本 |
>800萬 |
約200萬 |
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檢測時間 |
>1小時(含前處理) |
<15分鐘 |
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試劑成本 |
高(Ar氣體、標準品、酸性試劑等等) |
低(聚丙烯薄膜) |
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功能 |
定性、定量分析 |
快速篩檢，也具定性、定量分析 |
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優勢 |
偵測極限低 |
為非破壞性檢測，快速、操作相對簡單、所需耗材少 |
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挑戰 |
為破壞性檢測，相對耗時，操作難度較高，環境要求高 |
針對ppb等級的分析較困難 |
圖1 X-射線螢光光譜儀前處理及儀器外觀介紹。
圖2 四種重金屬之 (A) 純溶劑檢量線 (B) 葛根基質檢量線 (C) 蜆精基質檢量線(D) 綠藻粉基質檢量線 (E) 黑米/白米基質檢量線 (F) 黑芝麻基質檢量線
圖3、赴東部知名水產原料加工企業說明示範技術操作
