[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用THz-TDS技術(shù)定量檢測(cè)糧食中農(nóng)藥殘留的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410383920.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104215599A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張卓勇;孫彤;楊玉平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 首都師范大學(xué);中央民族大學(xué);北京遠(yuǎn)大恒通科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/3563
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/3563;G01N21/3586
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 趙敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用THz-TDS技術(shù)定量檢測(cè)糧食中農(nóng)藥殘留的方法，屬于農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)及農(nóng)產(chǎn)品對(duì)農(nóng)藥的需求和依賴(lài)日益增長(zhǎng)。加之一些從業(yè)人員缺乏農(nóng)藥知識(shí)，長(zhǎng)期大量使用農(nóng)藥甚至濫用，使得農(nóng)藥對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康造成了極大的影響和危害。對(duì)于農(nóng)作物而言，農(nóng)藥施用到農(nóng)作物之后，農(nóng)作物內(nèi)往往會(huì)有少量殘留，長(zhǎng)時(shí)間攝食殘留農(nóng)藥會(huì)嚴(yán)重影響人體健康，亦會(huì)對(duì)身體和生態(tài)環(huán)境造成重大危害。特別是近年來(lái)，食物中農(nóng)藥殘留超標(biāo)而引起的致畸致殘及中毒事件等也越來(lái)越受到關(guān)注，農(nóng)藥痕跡殘留及其代謝物在土壤、水及農(nóng)產(chǎn)品中均有發(fā)現(xiàn)。因而，在大力倡導(dǎo)科學(xué)使用農(nóng)藥的前提下，如何快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)因農(nóng)藥引起的食品、環(huán)境的污染等問(wèn)題就顯得極為重要和迫切。

世界各國(guó)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品及食品中農(nóng)藥最大殘留量均有相應(yīng)檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的農(nóng)藥檢測(cè)方法主要有氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、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(fù)雜，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，檢測(cè)成本高，對(duì)檢測(cè)人員要求較高，無(wú)法在線(xiàn)檢測(cè)等不足。

太赫茲輻射(也稱(chēng)“THz輻射”)是指頻率在0.1THz-10THz，波長(zhǎng)在0.03-3mm之間的電磁波，其波段位于微波和紅外線(xiàn)之間，是宏觀電子學(xué)向微觀光子學(xué)過(guò)渡的區(qū)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(dòng)能級(jí)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(nèi)或分子間集體振動(dòng)和晶格振動(dòng)引起的低頻振動(dòng)膜的本征特性。太赫茲電磁波具有較低的光子能量，在進(jìn)行樣品檢測(cè)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生有害的光致電離，是一種有效的無(wú)損探測(cè)方法。

中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN103472032A公開(kāi)了一種利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)鹽酸四環(huán)素的方法，其包括如下步驟：(1)將鹽酸四環(huán)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(jī)一一壓成圓盤(pán)形薄片，得到含有不同質(zhì)量百分比的鹽酸四環(huán)素壓片；(2)在0.1-3.5THz頻段范圍內(nèi)，用太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)一一采集不同質(zhì)量百分比的鹽酸四環(huán)素壓片的太赫茲時(shí)域光譜；(3)以氮?dú)獾臅r(shí)域波形作為參考信號(hào)，以鹽酸四環(huán)素壓片的時(shí)域波形作為樣品信號(hào)，分別進(jìn)行傅里葉變換，得到兩種信號(hào)的頻域分布，利用公式得到壓片樣本的吸收系數(shù)和折射率；(4)根據(jù)各個(gè)壓片樣本的質(zhì)量百分比及其對(duì)應(yīng)的吸收譜建立校正模型，進(jìn)行校正模型的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)。上述方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)食品中抗生素鹽酸四環(huán)素進(jìn)行定性和定量檢測(cè)，但是在樣品制備過(guò)程中，是將待檢測(cè)的抗生素鹽酸四環(huán)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(cè)抗生素的含量，因而該方法最終檢測(cè)的是存在于聚乙烯中抗生素的含量的相對(duì)數(shù)值，這就導(dǎo)致與實(shí)際的檢測(cè)樣本相差甚遠(yuǎn)，影響了檢測(cè)樣本的真實(shí)性；此外，引入新的無(wú)關(guān)物質(zhì)聚乙烯，不可避免將會(huì)對(duì)樣本檢測(cè)的準(zhǔn)確度造成影響，同時(shí)還浪費(fèi)了藥品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種利用THz-TDS技術(shù)直接對(duì)糧食中農(nóng)藥殘留進(jìn)行定量檢測(cè)的方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:

本發(fā)明提供一種利用THz-TDS技術(shù)定量檢測(cè)糧食中農(nóng)藥殘留的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)取待測(cè)糧食樣品研磨后壓片，即得待測(cè)糧食壓片樣品；

(2)取欲檢測(cè)的目標(biāo)農(nóng)藥樣品，按照質(zhì)量比1:4的比例與聚乙烯進(jìn)行混合，并研磨后壓片，即得含有目標(biāo)農(nóng)藥與聚乙烯的混合壓片樣品；

(3)利用THz-TDS光譜系統(tǒng)對(duì)所述待測(cè)糧食壓片樣品和所述混合壓片樣品進(jìn)行逐一測(cè)試，得到各樣品的太赫茲時(shí)域光譜，采集氮?dú)夥諊碌奶掌潟r(shí)域光譜信號(hào)作為參考信號(hào)，并在相同條件下采集所述待測(cè)糧食壓片樣品和混合壓片樣品的太赫茲時(shí)域光譜信號(hào)作為樣品信號(hào)，將參考信號(hào)和樣品信號(hào)分別經(jīng)過(guò)傅里葉變換后得到參考的頻域信號(hào)Es和樣品的頻域信號(hào)Er，再經(jīng)Timothy和Duvillaret法計(jì)算后，得到吸收系數(shù)譜；其中，所述Timothy和Duvillaret法的具體計(jì)算方法如下：

樣品折射率n和樣品吸收系數(shù)α計(jì)算公式為：