基于拉曼光谱的苹果中农药残留种类识别及浓度预测的研究

应用拉曼光谱技术结合化学计量学方法能有效的实现果蔬中农药残留的定性定量分析。本研究借助实验室自主研发的拉曼光谱检测系统,对苹果中溴氰菊酯和啶虫脒的快速无损识别和检测进行了探索。定性分析时将拉曼峰574 和843 cm-1分别作为识别溴氰菊酯和啶虫脒的拉曼指纹,当苹果中的溴氰菊酯和啶虫脒残留的含量分别为0.78和0.15 mg·kg-1时,两种农药的特征峰仍清晰可见。定量分析首先对光谱进行多种预处理（Savitzky-Golay平滑、一阶导、二阶导、基线校准、标准正态变量变换）,结合偏最小二乘法分别建立苹果中溴氰菊酯和啶虫脒含量的定量模型。结果表明,采用8次多项式拟合进行基线校准的预处理方法效果最好,对于溴氰菊酯,偏最小二乘模型预测值与气相色谱法测定值的相关系数和预测均方根误差分别为0.94和0.55 mg·kg-1,对于啶虫脒,其偏最小二乘模型的相关系数与预测均方根误差分别为0.85和0.12 mg·kg-1。本研究证实了利用拉曼技术对苹果农残进行无损检测的可行性,使用该方法进行检测时,在光谱测定前不需要进行前处理,光谱测定后样品无任何损伤,该技术实现了果蔬农残的现场检测,可在检测部门、果蔬加工企业、超市、市场等场所得到推广使用,为果蔬品质安全提供了一种无损、快速和环保的检测方法。     

高灵敏银纳米棒阵列对农药啶虫脒的表面增强拉曼散射快速检测（英文）

本文研制了一种基于表面增强拉曼散射检测农药啶虫脒的快速灵敏方法.实验上通过倾斜角沉积技术制备了银纳米棒阵列,分别利用硝酸溶液和甲醇与丙酮的混合液对AgNR阵列进行清洗后,用作表面增强拉曼散射基底;理论上对啶虫脒的分子结构进行了模拟,通过密度泛函理论计算了啶虫脒特征谱带的相应振动模式.研究表明,用甲醇和丙酮洗涤后的增强信号比未洗涤前高1000倍,啶虫脒的检测限为0.05 mg/L;此方法应用于黄瓜表面啶虫脒残留的快速鉴定为农药残留检测提供参考。     

基于三维荧光与GA-RBF神经网络对茶叶中氯菊酯农药残留的检测

采用FS920稳态荧光光谱仪对绿茶和铁观音这两种不同品种茶叶的氯菊酯溶液的荧光光谱特性进行了分析,发现这两种茶叶的荧光峰均位于λ_(ex)/λ_(em)=(390~410)/675 nm,氯菊酯的荧光峰λ_(ex)/λ_(em)=300/330nm。为了准确测定这两种茶叶中氯菊酯农药残留的含量,采用遗传算法优化的径向基函数神经网络对其进行了分析,当训练到74次时,均方差精度达到10~(-3),绿茶、铁观音的氯菊酯溶液预测样本的平均回收率分别为99.35%和98.89%,平均相对标准偏差分别为1.25%和1.21%。与建立的径向基函数神经网络模型进行了对比,结果表明三维荧光分析技术与遗传算法优化的径向基函数神经网络相结合能够较好地检测出茶叶中氯菊酯农药残留的含量,检测灵敏度大大提高,检出限范围广,可达0.004 8~24 mg/kg,远低于欧盟规定的茶叶中氯菊酯最高残留限量0.1 mg/kg,为检测农药残留提供了一种快速简便的新方法。     

人工神经网络用于荧光分析法同时测定苯酚和间苯二酚的含量

本文应用人工神经网络原理，以Levenberg-Marquardt BP算法对荧光光谱严重重叠的苯酚、间苯二酚的混合体系进行同时测定，在290－345nm的范围内，以14个特征波长处的荧光强度值作为网络特征参数，并通过均匀设计安排样本进行网络训练和计算，网络训练8次即达到误差精度要求（误差平方和小于0.01）。苯酚、间苯二酚的平均回收率分别为100.2%，９９.99%，相对标准偏差分别为０.４％，１.3％。     

以光散射技术研究啶虫脒的测定及其与DNA的相互作用

研究了啶虫脒与脱氧核糖核酸(DNA)之间的共振光散射(RLS)增强作用。加入啶虫脒导致DNA的共振光散射增强,在316.0 nm处,存在一处共振光散射增强峰。由此建立了一种以DNA为探针检测农药啶虫脒的新方法。体系的最佳条件为,实验选择了pH 1.73为适宜酸度;加入10 μg·mL-1浓度的DNA溶液的体积为 2 mL;在室温条件下,体系的反应需要30 min达到稳定;“啶虫脒-DNA-H₂SO₄”的加药顺序为最佳。该方法适用的线性范围为0～2.25 μg·mL-1,检出限为0.2 μg·mL-1,啶虫脒在河水样品中的回收率为98.0%～102.0%,并探讨了DNA与啶虫脒的相互作用机理：啶虫脒与核酸间的相互作用包含有静电引力,啶虫脒的吡啶基与DNA碱基之间的π—π堆积作用。     

气相色谱法测定柑橘与土壤中氟啶虫胺腈的残留量

建立了柑橘和土壤中氟啶虫胺腈残留量的气相色谱测定方法.柑橘全果、果肉和土壤样品中的氟啶虫胺腈用乙腈提取,果皮样品用乙腈-水(4:1,V/V)混合溶剂提取,经中性氧化铝柱净化,浓缩后采用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)检测,结果表明,在添加浓度为0.05-1.0mg/kg时,氟啶虫胺腈在样品中的平均回收率为81.3％-101.2％,相对标准偏差为0.9％-4.9％.方法的检出限(LOD)为5.0× 10-11g,氟啶虫胺腈在全果、果肉、果皮和土壤中的最低检测浓度(LOQ)为0.05mg/kg.该方法杂质干扰少,准确性及灵敏度满足农药残留检测的基本要求,对检测硬件要求低,适用于柑橘和土壤中氟啶虫胺腈残留的分析.     

多光谱荧光图像技术检测农药残留

多光谱成像技术是一种结合传统的二维成像技术及光谱技术的新兴无损检测技术。本文利用有机磷农药的荧光特性,结合多光谱成像技术和荧光激发技术,研发了叶片农药残留快速检测的多光谱荧光成像系统。结果表明,在190~300 nm的紫外光激励下,配置好的有机磷农药氧乐果会在440 nm附近产生显著的荧光发射,并且荧光发射光谱峰值与农药浓度具有良好的线性关系。滤光片可置换的多光谱成像系统研发以及实验检测结果为开发实时在线的农药残留快速无损检测系统提供了技术保障和理论依据。     

百菌清残留检测及其与中药相互作用荧光光谱研究

固定激发波长320 nm,对不同浓度百菌清药液进行荧光光谱实验,发现在352和366 nm处有明显特征峰,随着药液浓度降低,366 nm肩峰逐渐消失,而352 nm特征峰保持稳定;对百菌清浓度和所得发射光谱荧光强度(352 nm)进行指数函数回归分析,相关系数为0.999,实验结果与荧光强度-浓度理论计算公式相符合;对低浓度药液浓度和荧光强度进行线性拟合,其百菌清残留预测模型函数相关系数为0.995,最低检出限为0.018 8 μg·mL-1,定量极限值为0.062 7 μg·mL-1,线性范围为0.062 7～28.45 μg·mL-1。通过对中药材黄芪和枸杞与百菌清混合体系的荧光光谱进行研究,发现两种中药材对百菌清荧光强度都有较强的衰减,表明它们都和百菌清发生了相互作用。经过分析计算,黄芪和枸杞的衰减率分别为88.5%和99.7%,对其建立强度衰减模型函数,相关系数分别为0.994和0.997。研究结果为利用荧光光谱检测百菌清残留提供了实验依据,表明可以采用荧光光谱方法直接对百菌清农药残留进行检测,相关参数值满足检测要求标准,这为进一步利用荧光光谱检测该农药在果蔬中的残留具有重要的参考价值。同时发现药食同源类中药材枸杞和黄芪都能对百菌清荧光特征峰强度产生显著衰减,这为研究利用药食同源类中药材降解农药残留提供了新的研究思路。     

人工神经网络-荧光光谱法同时测定维生素B1,B2,B6

应用人工神经网络原理 ,以Levenberg MarquardtBP算法对荧光光谱严重重叠的维生素B1 ,B2 ,B6三组份混合体系同时进行了含量测定。在 390～ 5 2 0nm的范围内 ,以 15个特征波长处的荧光强度值作为网络特征参数 ,并通过均匀设计安排样本 ,经网络训练和计算得出维生素B1 ,B2 ,B6 三者的平均回收率分别为 99 86 % ,99 6 0 % ,99 4 9% ,测定结果的相对标准偏差各为 1 7% ,1 6 % ,1 7%。     

常用农药荧光特性的理论与实验

报道了一些有机农药的分子结构与荧光产生的关系,分析了西维因、克百威、啶虫脒等几种常用农药的分子结构和化学特性,揭示了它们产生荧光的机理特征。利用稳态荧光光谱仪,对西维因等农药分别在纯甲醇、80％水与20％甲醇混合液和呈碱性(pH=13)的甲醇混合液等溶剂中进行了荧光光谱测量,并分析了它们的荧光光谱特性和其分子结构的关系。实验结果表明,分子结构中具有平面刚性结构或共轭体系的一些芳香环、杂环等基团的农药,如西维因、克百威、啶虫脒,在一定的溶剂或酸碱条件下是能够被激发而产生荧光的,可以通过荧光分析方法对它们进行直接或间接地分析检测。为进一步研究和开发用于农药的荧光检测仪器提供了可行性的理论依据。