基于同步荧光光谱法的鸭肉中西维因残留含量检测研究

为了快速测定鸭肉中西维因残留含量,提出应用同步荧光光谱法检测鸭肉中西维因残留含量,同时运用遗传算法-支持向量回归(GA-SVR)建立了鸭肉中西维因残留含量的回归预测模型。首先,通过荧光分光光度计分别采集了西维因水解物和含有西维因的鸭肉的三维同步荧光光谱图,经过分析确定了最佳波长差Δλ都为140 nm;其次,分析了鸭肉中西维因的浓度猝灭现象;最后采用GA进行同步荧光光谱的优化和选择,根据交互验证均方根误差(RMSECV)选择出了21个特征波长,并分别用全波长和21个特征波长作为SVR回归预测模型的输入特征变量,发现通过GA选择的特征波长可以得到更好的预测效果,并且其预测集的相关系数(R2)达到0.976 4,均方根误差(RMSECP)为12.232 2。试验结果表明利用同步荧光技术结合GA-SVR方法能有效、快速的检测鸭肉中西维因残留含量。     

农药荧光全光谱检测与分析系统研究

基于有机物农药的荧光机理,利用光纤传感技术、光栅分光技术和多通道图像传感器(Multi-Channel ImageSensor)技术提出了一种用于有机农药的荧光全光谱检测与分析系统。系统以脉冲氙灯为激发光源,采用光纤进行传输和探测荧光,以自制的小型平场光谱仪对荧光进行色散分光,并设计了相应的高速数据采集电路,实验结果由微机进行分析。利用该系统实现了对西维因农药的荧光光谱的检测和荧光强度与农药浓度的分析。结果表明,以319nm波长紫外光为激发光,一次曝光可获得西维因农药的荧光光谱,光谱带宽为160nm;系统的最小检测浓度为4.0×10-3mg/L,农药浓度在4.0×10-3~100.0×10-3mg/L之间时系统具有较好线性关系,线性相关系数r为0.9986。用该仪器对河水和地下水中痕量西维因进行了测量,回收率接近100%。     

土壤中有机农药荧光检测研究

根据有机物受激发荧光的基本原理,研究了氨基甲酸酯类有机杀虫剂西维因的荧光特性。利用荧光光谱对西维因及其水解物的溶液进行了研究,获得了不同浓度条件下的荧光谱图,考察了荧光强度与浓度的关系。结果表明,西维因及其水解物在一定的土壤环境中受紫外光激发时也能够发出很强的荧光,而且在溶剂中和土壤中的荧光光谱基本相同。它们的荧光光谱波长都位于可见光区的400～750 nm波段之间,波形平滑,分辨率高,适于农药的定性定量分析。实验证明利用荧光光谱法对土壤中的有机农药进行直接或间接的检测分析是可行的。     

卡死克农药浓度荧光光纤测量系统的研究

卡死克农药具有很高的杀虫和杀卵活性,可防制玉米、棉花、果树、蔬菜和大豆上的鞘翅目、双翅目和鳞翅目害虫.由于其速效性而被大量使用.但由于这类农药能造成土壤和水资源的污染,故实现对其浓度的监测具有重要意义.根据卡死克农药在紫外光的照射下能发射荧光的机理,研究了一种用于测量卡死克农药浓度的荧光光纤测量系统.该系统采用高压汞灯作为激发光源,结合光纤传感技术和微弱信号检测技术,实现了卡死克农药浓度的准确测量.用所研制的系统对卡死克的标?既芤航胁馐?在0.050～1.000 μg/ml浓度范围内,荧光强度与浓度基本呈线性关系.由于苯甲酰脲类农药的荧光性质相似,因此可以通过改变激发和发射滤光片以及系统配置参数,使用该仪器对其他苯甲酰脲类农药(氟铃脲和杀铃脲等)的浓度进行监测.研制的苯甲酰脲类农药浓度测量荧光光纤测量系统具有灵敏度高、线性范围宽、成本低等特点.本研究为进一步提高国内污染物检测水平和拓展环境监测仪器的实际应用奠定了良好的基础.     

SERS技术的小白菜中西维因农药残留检测

西维因是一种广谱、高效的氨基甲酸酯杀虫剂。提出一个基于表面增强拉曼光谱进行定量和定性分析小白菜中西维因残留的方法。密度泛函理论B3LYP/6-311G基组被用于计算西维因农药的理论拉曼光谱。硫酸镁、PSA、石墨化炭黑和C18被用来去除叶绿素、矿物质和维生素等物质的影响。采用MSC，SNV和归一化三种方法对原始光谱进行预处理，建立小白菜中西维因残留的偏最小二乘模型。研究表明，小白菜中西维因农药残留检测可以达到0.976 mg·L-1以下。经MSC预处理后所建PLS模型预测性能最好，当主成分数为9时所建模型的性能最好，R_c为0.977，RMSECV为2.09 mg·L-1，R_p为0.986 5，RMSEP为1.71 mg·L-1。五个未知西维因农药浓度小白菜样本用来验证模型的准确度，相对误差为1.98%~7.28%，预测回收率为95.73%~107.28%，T值为0.397, 小于t_{0.05, 4}=2.776，说明模型是准确可靠的。SERS方法是一种有效的方法，可以实现小白菜中西维因农药残留的快速可靠检测。     

基于荧光光谱分析的农药残留检测研究进展

在农业生产中施用农药可提高农产品的产量,然而农药的过量使用也威胁着我国农产品的质量安全,因此对农产品的农药残留进行快速有效的检测成为农业生产大环境下的迫切要求.荧光光谱分析技术具有突出的高灵敏度以及有利的时间标度,对多组分农药残留检测具有良好的分辨能力,与气相色谱法、液相色谱法、气-质联用法等农药残留检测方法相比具备前...     

典型食品果汁中百菌清农药残留荧光检测建模研究

利用荧光分光光度计对典型食品果汁(苹果汁和桃汁)与百菌清混合体系进行了荧光光谱检测,发现在352 nm处有明显百菌清药物特征峰。对混合体系的荧光发射光谱和其导数光谱进行回归分析建模,得到果汁中百菌清浓度和荧光强度之间的预测模型函数。在两种光谱模式下所建指数预测模型函数相关系数都高于0.99,优于线性模型函数;针对两种果汁,原始光谱模式下所建指数模型函数平均回收率分别为101%和100%,线性模型平均回收率分别为110%和118%;导数光谱模式下,两种果汁中百菌清指数函数预测模型平均回收率分别为101%和102%,而线性模型平均回收率分别为109%和120%。研究结果表明可以通过荧光光谱法直接实现果汁中百菌清残留检测,且指数函数预测模型优于线性模型,同时表明在果汁-百菌清混合体系的农药残留定量预测中,导数荧光光谱方法并无显著优势,可直接选用荧光原始光谱建模分析。     

基于同步-导数荧光光谱法的多组分农药残留测定的研究

多组分农药残留物的荧光检测中,由于组分间结构与化学性质相似,导致荧光光谱相互重叠,常规荧光光谱法难以同时进行测量。利用同步-导数荧光光谱法对西维因与克百威这2种常用农药的荧光光谱进行了研究,并试验了pH值对两者荧光特性的影响。在pH为7.8的条件下,选择Δλ=60 nm,在250～450 nm的波长范围内对两者混合溶液进行了同步荧光光谱扫描,并做一阶导数处理。实验结果表明,两者的同步导数荧光光谱完全得到了分离,消除了彼此间的干扰,能够对两者的混合溶液进行同时测定。西维因与克百威的线性范围分别为0.013～1.156 μg·mL-1与0.025～1.042 μg·mL-1,检出限分别为0.013 μg·mL-1与0.025 μg·mL-1,回收率分别为98%～104%与96%～103%;相对标准偏差均低于2.25%。     

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。     

基于荧光分析的氨基甲酸酯类农药残留检测系统

通过对氨基甲酸酯类农药在紫外光照射下能够产生荧光的机理研究,设计了一种用于检测氨基甲酸酯类农药残留的荧光系统。该系统采用单光源、双光路结构,能够对测量信号和参考信号同时进行处理。采用所设计的筒式光纤探头激发并探测荧光,设计了相应的信号处理电路,实现了计算机管理。利用该系统和稳态光谱仪对西维因进行了对比实验。结果表明:在激发波长为319nm、荧光波长为654nm时,最小检测浓度为5×10-7μg/L。当西维因浓度范围在0.0～120.0μg/L之间时,系统具有较好的线性关系,线性相关系数r=0.9996(信噪比S/N=5)。该系统达到了荧光检测的指标。     

溶解性有机物对土壤中农药残留与分布影响的光谱学研究

溶解性有机物(DOM)通过吸附、竞争吸附、增溶、加速降解等作用影响着农药在土壤环境中的行为,对土壤生态系统及地下水环境的污染与风险产生重要影响。目前多数研究集中在高浓度DOM对农药残留的短效影响。因此,对天然土壤中DOM及其组分对农药环境行为的研究具有重要的现实意义。该研究通过对具有较长农药使用年限的污染场地调查,利用三维激发-发射荧光光谱矩阵技术,结合荧光区域积分方法对天然土壤DOM进行定量化表征,在此基础上分析低浓度天然DOM对农药残留的长期影响。结果表明：(1)天然DOM组分对大多数有机氯农药在土壤中的环境行为影响较小,但对γ-HCH、p,p’-DDE等少数农药的影响较为显著。(2)不同DOM组分对不同种类的农药影响机制不同。其中,代表DOM组分中的酪氨酸含量的荧光区域积分与γ-HCH,p,p’-DDE之间均呈显著的负相关性(p<0.05),代表DOM中微生物降解副产物组分的荧光区域积分与七氯以及代表DOM中胡敏酸大分子组分含量的荧光区域积分与环氧七氯之间均呈显著正相关性(p<0.05),表明在土壤中长期作用过程中,DOM不同组分对不同种农药的影响不同。(3)土壤有机质的腐殖化程度对土壤中农药残留的影响较小。本研究首次利用三维荧光谱与区域积分技术研究了土壤中溶解性有机物不同组分对农药的环境行为的影响作用,对研究农药在土壤和地下水环境中的迁移转化机制提供了一种新的研究思路。     

光纤与生物分子界面上固定FITC标记抗体的荧光光谱

采用化学方法把FITC标记羊抗人抗体IgG共价固定到三氨基三乙氧基硅烷和戊二醛(APTES-Glu)修饰的石英光纤纤芯表面。通过研究未经过任何修饰的纤芯表面的吸附以及共价固定的FITC标记羊抗人抗体的荧光光谱性质发现:共价结合到纤芯表面的FITC荧光光谱相对于溶液中FITC的荧光峰位红移约9nm,而物理吸附的FITC的荧光峰位移动约4nm,而且两者相对荧光强度相差6倍。而在固定的人血清蛋白进行免疫反应后,FITC的荧光峰位只移动3～4nm,除此之外,研究了抗体共价键固定的稳定性问题。结果表明:共价键结合抗体的数量要大于表面吸附,共价键固定的FITC标记羊抗人抗体与光纤表面间的相互作用较吸附于光纤表面的FITC标记羊抗人抗体间的相互作用更强。这对于建立一种通过荧光光谱识别固体表面与生物分子的吸附还是共价结合的判据提供了物理基础。     

Determination of Organophosphorus Pesticide Residues in Vegetables by Electrokinetic Sequential Injection Analysis

A fast and convenient analysis method based on a plant esterase reaction inhibited by organophosphorus pesticides was developed for the determination of the pesticide residues in vegetable samples. The proposed method was performed with an electrokinetic sequential injection analysis (ESIA) system, which consisted of a spectrophotometer, a homemade electro‐osmosis pump, and four solenoid valves controlled by a Visual C program. The plant esterase extracted from fresh flour was adopted in the enzyme reaction. Several reaction parameters, such as the sample volume, the length of reaction coil, and the concentrations of reactants, are discussed in detail. The linear range of the calibration concentration was 0.03–0.5 µg/g dimethoate, which was used as a converted concentration of total organophosphorus pesticides. The detection limit of 0.01 µg/g dimethoate was achieved. The analytical throughput of the proposed method was about 24 samples per hour.     

同步荧光光谱法研究肿瘤芳香族氨基酸残基含量的变化

用同步荧光光谱法评估原发性肝细胞癌患者血浆、肝癌荷瘤小鼠以及培养细胞(HepG2和HL-7702)中酪氨酸(Tyr)和色氨酸(Trp)残基水平变化。固定发射波长λ_em和激发波长λ_ex之间的波长差Δλ分别为20和60 nm,激发和发射单色器同时进行扫描,确定350 nm为Trp的同步特征发射峰位置,318 nm为Tyr的同步特征发射峰位置。结果表明,肝癌患者及荷瘤小鼠血浆蛋白质所含Tyr和Trp残基的荧光强度明显增加。相反,肝癌细胞或荷瘤小鼠肿瘤组织中Tyr和Trp残基荧光强度却随生长时间增长而减少。进一步实验表明,具有抗癌活性的苦参碱处理癌细胞后,细胞Tyr和Trp残基的荧光强度升高。这些结果表明,Tyr和Trp残基的变化可能参与了肿瘤的发生发展。     

荧光光谱法检测蜂蜜中腐霉利农药的含量

为了实现农产品中农药残留含量快速分析,根据荧光光谱的基本原理研究了腐霉利的荧光特性,对腐霉利-蜂蜜混合体系进行了研究,分析荧光强度与蜂蜜中腐霉利含量之间的关系。采用稳态荧光光谱仪分别检测腐霉利溶液和蜂蜜溶液的荧光光谱,纯蜂蜜溶液荧光峰在342 nm,腐霉利溶液的荧光峰在390 nm,通过逐次向纯蜂蜜溶液中添加0.1 g/d L的腐霉利标准溶液,发现相对于纯蜂蜜,荧光峰位置发生红移,说明腐霉利与蜂蜜中某些物质发生了相互作用。采用Origin8.5数据分析软件对蜂蜜的荧光峰值处荧光峰强度与腐霉利含量线性拟合后,发现蜂蜜溶液中腐霉利的含量与对应的荧光强度有良好的线性关系,预测函数模型为I=188504.75x+384764.33,相关系数为0.99。经过相同实验条件下的实验验证,模型预测准确率在96.8%~100%之间。研究结果表明:荧光光谱法检测蜂蜜中腐霉利残留含量的方法是行之有效的,为其他农产品中腐霉利农药残留含量的检测提供了参考依据。