[發(fā)明專利]一種基于三維熒光光譜技術(shù)的植物油農(nóng)藥殘留檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911018990.0
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110702656A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王書濤;王鐵柱;王昌冰;黨旭陽;凡堃堃;孔德明
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 11474 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 賈顏維

本發(fā)明公開了一種基于三維熒光光譜技術(shù)的植物油農(nóng)藥殘留檢測方法，其包括以下步驟：利用熒光光譜儀獲取各植物油農(nóng)藥殘留樣本的表觀光譜，并進行儀器激發(fā)發(fā)射校正得到樣本真實光譜，進而由多項式平滑法完成光譜數(shù)據(jù)的預處理操作；利用APTLD模型結(jié)合核一致診斷法確定樣本的最佳熒光組分數(shù)，并獲得各組分的分辨光譜，將該分辨光譜同數(shù)據(jù)庫真實光譜擬合實現(xiàn)樣本各組分的定性分析；通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對農(nóng)藥光譜和對其應濃度進行訓練找到映射關(guān)系，將分辨光譜輸入到訓練完成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)待測樣本各組分的定量分析。本發(fā)明可以快速、準確地完成植物油農(nóng)藥殘留檢測，有助于實現(xiàn)一種操作簡單、檢測迅速、便攜式的植物油檢測系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熒光光譜分析方法領(lǐng)域，具體涉及一種基于三維熒光光譜技術(shù)的植物油農(nóng)藥殘留檢測方法。

背景技術(shù)

農(nóng)藥的使用對于農(nóng)作物生長過程中抵抗蟲類、病害發(fā)揮重要作用，但近年來隨著農(nóng)藥的大量不合理使用，農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留嚴重超標的問題頻頻發(fā)生，嚴重威脅著人們身體健康，引起了社會的極大關(guān)注。植物油通常由植物種子經(jīng)過壓榨等工藝提煉而成，屬于農(nóng)作物加工產(chǎn)品。在植物種植過程中可能會經(jīng)受多種病蟲害，如小地老虎蟲、斜紋夜蛾等，需要噴灑農(nóng)藥進行防治，這就存在因農(nóng)藥的不合理使用而引起植物油農(nóng)藥殘留超標的風險。

在GB2763-2016食品安全國家標準《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》中規(guī)定了433種農(nóng)藥4140項最大殘留限量，這對植物油中農(nóng)藥殘留量檢測提供了依據(jù)。同時，通過查閱國內(nèi)外文獻發(fā)現(xiàn)針對植物油檢測研究較多，但主要集中于植物油摻偽研究、劣質(zhì)油及地溝油鑒別等研究，而針對植物油農(nóng)藥殘留研究較少，且其研究手段主要集中于色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(氣相色譜-質(zhì)譜、液相色譜-質(zhì)譜、超高液相色譜-質(zhì)譜)等化學手段，對樣品的處理繁瑣且耗時。如黎其萬等以植物油中的甲萘威、克百威農(nóng)藥殘留為研究對象，采用高效液相色譜法完成樣本檢測，以乙腈作為萃取劑，采用固相萃取技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)藥殘留檢測限為0.01μg/ml；Limian等人采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，采用液-液萃取、EMR-Lipid濾芯凈化，對植物油中農(nóng)藥殘留進行多級、多殘留分析方法的開發(fā)和驗證，其研究方法改善了疏水性油基質(zhì)中親脂性農(nóng)藥即有機氯的萃取效率，回收率為60-120％，準確度為70-120％，RSD<20％。但采用化學手段分析，步驟嚴謹繁瑣，操作人員需有較強的專業(yè)素養(yǎng)，同時檢測過程需持續(xù)較長時間，不利于實現(xiàn)操作簡單、便于攜帶、快速檢測式儀器系統(tǒng)的開發(fā)。

此外，通過對現(xiàn)有專利的檢索可知，采用激發(fā)-發(fā)射矩陣技術(shù)(Excitation-Emission Matrix，EEM)，即三維熒光光譜技術(shù)結(jié)合化學計量學方法實現(xiàn)植物油中的農(nóng)藥殘留檢測尚未有收錄結(jié)果，以農(nóng)藥殘留為關(guān)鍵詞進行檢索時，其收錄結(jié)果均非以熒光光譜技術(shù)作為檢測手段。如在欒云霞，平華，田曉琴等申請的201310339435.4發(fā)明專利，一種農(nóng)藥殘留檢測方法和系統(tǒng)中，利用氣相色譜儀對施藥后的紅富士蘋果的果皮、果肉、果核中農(nóng)殘含量進行測定，計算果皮中的農(nóng)藥殘留權(quán)重，實現(xiàn)由果皮中的農(nóng)藥殘留量預估整個紅富士蘋果中的農(nóng)藥殘留量的目的。在張立福，楊杭，張霞申請的201710543277.2發(fā)明專利，一種蔬菜農(nóng)藥殘留檢測方法及系統(tǒng)中，利用蔬菜表面農(nóng)殘的太陽光反射譜數(shù)據(jù)結(jié)合預先建立的蔬菜農(nóng)藥殘留指數(shù)模型庫，確定待測蔬菜表面的農(nóng)藥殘留指數(shù)，利用所測農(nóng)殘指數(shù)與預設(shè)閾值確定待測樣本農(nóng)藥殘留程度，該方法可以實現(xiàn)檢測的快速性，但其檢測精度差。采用三維熒光光譜技術(shù)獲取植物油農(nóng)藥殘留樣本的熒光光譜數(shù)據(jù)并結(jié)合化學計量學方法進行分析，則可以實現(xiàn)植物油中農(nóng)藥殘留的快速、準確檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種利用三維熒光光譜技術(shù)結(jié)合APTLD模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的植物油農(nóng)藥殘留檢測方法，有助于實現(xiàn)一種操作簡單、檢測迅速、便攜式的植物油檢測系統(tǒng)。

一種基于三維熒光光譜技術(shù)的植物油農(nóng)藥殘留檢測方法，其包括以下步驟：

步驟1，利用熒光光譜儀獲取多個植物油農(nóng)藥殘留樣本的三維熒光表觀光譜數(shù)據(jù)，并對所述表觀光譜數(shù)據(jù)進行儀器激發(fā)-發(fā)射校正得到樣本的真實光譜，利用多項式平滑法完成數(shù)據(jù)預處理操作；