[發明專利]一種利用THz-TDS技術定量檢測糧食中農藥殘留的方法

在審

• 申請號: 201410383920.6
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104215599A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 張卓勇;孫彤;楊玉平
• 申請（專利權）人: 首都師范大學;中央民族大學;北京遠大恒通科技發展有限公司
• 主分類號: G01N21/3563
• 分類號: G01N21/3563;G01N21/3586
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 趙敏

技術領域

本發明涉及一種利用THz-TDS技術定量檢測糧食中農藥殘留的方法，屬于農藥檢測技術領域。

背景技術

隨著現代農業的快速發展，農業及農產品對農藥的需求和依賴日益增長。加之一些從業人員缺乏農藥知識，長期大量使用農藥甚至濫用，使得農藥對環境和人類健康造成了極大的影響和危害。對于農作物而言，農藥施用到農作物之后，農作物內往往會有少量殘留，長時間攝食殘留農藥會嚴重影響人體健康，亦會對身體和生態環境造成重大危害。特別是近年來，食物中農藥殘留超標而引起的致畸致殘及中毒事件等也越來越受到關注，農藥痕跡殘留及其代謝物在土壤、水及農產品中均有發現。因而，在大力倡導科學使用農藥的前提下，如何快速、準確的檢測因農藥引起的食品、環境的污染等問題就顯得極為重要和迫切。

世界各國對農產品及食品中農藥最大殘留量均有相應檢測方法和標準，現有的農藥檢測方法主要有氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜與質譜聯用技術、液相色譜與質譜聯用技術、免疫法、生物傳感器法等，但上述方法均存在著樣品前處理復雜，檢測時間長，檢測成本高，對檢測人員要求較高，無法在線檢測等不足。

太赫茲輻射(也稱“THz輻射”)是指頻率在0.1THz-10THz，波長在0.03-3mm之間的電磁波，其波段位于微波和紅外線之間，是宏觀電子學向微觀光子學過渡的區域，在電磁波頻譜中占有很特殊的位置。許多極性大分子在振動能級間的躍遷正好處于太赫茲頻率范圍，因此，生物分子的太赫茲光譜可以反映由分子內或分子間集體振動和晶格振動引起的低頻振動膜的本征特性。太赫茲電磁波具有較低的光子能量，在進行樣品檢測時，不會產生有害的光致電離，是一種有效的無損探測方法。

中國專利文獻CN103472032A公開了一種利用太赫茲時域光譜技術檢測鹽酸四環素的方法，其包括如下步驟：(1)將鹽酸四環素粉末與高密度聚乙烯粉末以不同比例混合研磨，用壓片機一一壓成圓盤形薄片，得到含有不同質量百分比的鹽酸四環素壓片；(2)在0.1-3.5THz頻段范圍內，用太赫茲時域光譜系統一一采集不同質量百分比的鹽酸四環素壓片的太赫茲時域光譜；(3)以氮氣的時域波形作為參考信號，以鹽酸四環素壓片的時域波形作為樣品信號，分別進行傅里葉變換，得到兩種信號的頻域分布，利用公式得到壓片樣本的吸收系數和折射率；(4)根據各個壓片樣本的質量百分比及其對應的吸收譜建立校正模型，進行校正模型的驗證與評價。上述方法雖然能夠實現對食品中抗生素鹽酸四環素進行定性和定量檢測，但是在樣品制備過程中，是將待檢測的抗生素鹽酸四環素和高密度聚乙烯粉末混合壓片樣品，利用聚乙烯為“背景”檢測抗生素的含量，因而該方法最終檢測的是存在于聚乙烯中抗生素的含量的相對數值，這就導致與實際的檢測樣本相差甚遠，影響了檢測樣本的真實性；此外，引入新的無關物質聚乙烯，不可避免將會對樣本檢測的準確度造成影響，同時還浪費了藥品。

發明內容

本發明所要解決的技術問題提供一種利用THz-TDS技術直接對糧食中農藥殘留進行定量檢測的方法。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的:

本發明提供一種利用THz-TDS技術定量檢測糧食中農藥殘留的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)取待測糧食樣品研磨后壓片，即得待測糧食壓片樣品；

(2)取欲檢測的目標農藥樣品，按照質量比1:4的比例與聚乙烯進行混合，并研磨后壓片，即得含有目標農藥與聚乙烯的混合壓片樣品；

(3)利用THz-TDS光譜系統對所述待測糧食壓片樣品和所述混合壓片樣品進行逐一測試，得到各樣品的太赫茲時域光譜，采集氮氣氛圍下的太赫茲時域光譜信號作為參考信號，并在相同條件下采集所述待測糧食壓片樣品和混合壓片樣品的太赫茲時域光譜信號作為樣品信號，將參考信號和樣品信號分別經過傅里葉變換后得到參考的頻域信號Es和樣品的頻域信號Er，再經Timothy和Duvillaret法計算后，得到吸收系數譜；其中，所述Timothy和Duvillaret法的具體計算方法如下：

樣品折射率n和樣品吸收系數α計算公式為：