CN107703081A

CN107703081A - 一种果蔬表面农药残留的无损速测方法

Info

Publication number: CN107703081A
Application number: CN201711100839.2A
Authority: CN
Inventors: 吴银秋; 斯蒂尔·罗伯特·约翰; 陈成锦; 黄明丰
Original assignee: Three Front Group Co Ltd
Current assignee: Three Front Group Co Ltd
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2018-02-16
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: CN107703081B

Abstract

本发明公开了一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，包括以下步骤：农药残留测定光谱参数的筛选；果蔬表面紫外测试基准的设置；果蔬表面农药残留测试的标定；农药残留定性分析置信度的确定；果蔬表面农药残留数据库的建立；果蔬表面农药残留的快速定性分析。紫外光是一种波长在200‑400nm的光线，通过紫外光照射以及反射形成的紫外光谱或数据能够检测到几乎所有农药中的小分子，在此基础上通过以上步骤，本发明能够将果蔬表面实际的紫外光谱或数据与已经预存的各种情况下的紫外光谱或数据进行比较，快速判断出当前果蔬表面的紫外光谱或数据与哪种情况下的紫外光谱或数据更加符合，从而快速得出果蔬表面是否具有农药残留的定性分析结果。

Description

一种果蔬表面农药残留的无损速测方法

技术领域

本发明涉及果蔬农药残留检测技术领域，尤其涉及一种果蔬表面农药残留的无损速测方法。

背景技术

通过对农作物病虫害的有效防治，农药的使用为农业生产带来了巨大的利益。然而，由于农药的不合理使用，也同时带来严重的食品安全问题和环境污染。另外，由于世界各国制定的相关标准不一致，农药残留问题也给中国农产品的出口带来重大的直接经济损失。因此对农药残留进行检测有着非常重要的意义。目前，国内外农药残留检测基本上还是以实验室仪器分析为主，不仅耗时费力、且成本高昂。而对于中国人多、面广、量大的农产品农药残留现场分析只能靠方便快速和价廉的便携式仪器来实现。虽然世界上已成功研制出一些便携式植物和水果无损分析仪（如叶绿素测定仪、植物叶片比色仪），但都是基于植物和水果中叶绿素及类胡萝卜素等分子中共轭双键分子结构，使得叶绿素和类胡萝卜素在长波长吸收光谱(400-700nm)下很容易测定。由于几乎所有农药分子中，都不含有这种共轭双键分子结构。因此，采用这种方式对果蔬上的农药残留进行检测只能检测寥寥几种农药，且其准确度不高，难以满足广大群众对果蔬农药残留检测的需求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的在对果蔬农药残留检测时只能检测寥寥几种农药且检测的准确度不高、检测时耗时费力、成本高昂等缺陷，提供了一种新的果蔬表面农药残留的无损速测方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，包括以下步骤：

步骤１：农药残留测定光谱参数的筛选：对无农药的玻璃表面进行紫外测试并将得到的紫外光谱或数据作为空白参照基准，然后将各种农药配置成一系列不同浓度的标准溶液直接定量实施在玻璃表面上，经干燥后对玻璃表面进行紫外测试，将测试后的紫外光谱或数据与空白参照基准进行比较，从中筛选出对相应农药浓度变化最为灵敏的特定光谱参数；

步骤２：果蔬表面紫外测试基准的设置：选取大量无农药残留的果蔬表面进行多方位的紫外测试，从而获得各种果蔬表面上一系列完整的紫外光谱或数据，并以此来作为各种果蔬表面农药残留紫外测试的空白基准；

步骤３：果蔬表面农药残留测试的标定：在建立果蔬表面紫外测试的空白基准以后，将各种农药配制成一系列不同浓度的标准溶液直接定量实施在果蔬表面，并依据每个农药的特定光谱参数对果蔬表面进行无损紫外测试，从而获得各种农药在不同浓度下的紫外光谱或数据；

步骤4：农药残留定性分析置信度的确定：将步骤３中紫外测试所获得的大量数据通过处理后确定农药残留定性检测的置信度；

步骤5：果蔬表面农药残留数据库的建立：将步骤１和步骤３中的各种农药的紫外光谱或数据整理为数据库；

步骤６：果蔬表面农药残留的快速定性分析：取一被测果蔬，对被测果蔬表面进行紫外测试并获得紫外光谱或数据，根据步骤4确定的置信度将被测果蔬表面所得到的紫外光谱或数据与数据库中已知农药的紫外光谱或数据进行比较，得到果蔬表面农药残留的定性分析结果。

步骤1用于获取无农药情况下紫外测试的紫外光谱或数据并作为空白参照基准，并获取各种农药在紫外测试下的特定光谱参数，从而为后续的农药检测提供准确的参照。步骤2、步骤3分别用于获取果蔬表面无农药残留时以及果蔬表面具有农药残留时紫外测试的紫外光谱或数据，从而为后续果蔬表面农药残留的实际检测提供参照。步骤4用于获取农药残留定性检测的置信度。步骤5用于将各种紫外光谱或数据整理成数据库，从而方便后续实际农药残留检测时对各种紫外光谱或数据的调取。步骤６则根据已经整理得到的数据库以及置信度对实际果蔬表面是否具有农药残留进行定性分析，从而快速得到定性分析结果。

因绝大多数农药分子都是小分子，而紫外光是一种波长在200-400nm的光线，通过紫外光的照射以及反射形成的紫外光谱或数据能够检测到几乎所有农药中的小分子，在此基础上通过以上步骤，本发明能够将果蔬表面实际的紫外光谱或数据与已经预存的各种情况下的紫外光谱或数据进行快速比较，从而快速判断出当前果蔬表面的紫外光谱或数据与哪种情况下的紫外光谱或数据更加符合，从而快速得出果蔬表面是否具有农药残留的定性分析结果。

作为优选，上述所述的一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，所述步骤1、步骤3中，所述一系列不同浓度的农药为某一种农药或几种农药标样的混合液经水稀释后配制而成。

将单一农药配置成一系列不同浓度的标准溶液后进行紫外测试能够提升后续实际农药残留检测时对该不同残留量农药的快速检测，而将几种农药标样的混合液配置成一系列不同浓度的标准溶液后进行紫外测试能够提升实际农药残留检测时对复杂的多种农药混合残留情况的辨析度，提升果蔬表面农药残留检测的准确度。

作为优选，上述所述的一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，所述步骤1、步骤3中，所述一系列不同浓度的标准溶液为农药与水分别按1:10、1:20、1:40、1:80、1:100、1:200、1:400、1:500、1:560、1:1000的比例混合而成。

将一系列不同浓度的标准溶液确定为以上浓度值，能够在保证果蔬表面农药残留检测准确度的情况下降低前期准备的成本。

作为优选，上述所述的一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，所述步骤4中，所述处理方式为通过相对标准法、熵法、概率法进行处理。

通过以上方式对获得的大量数据进行处理后得到的置信度较为准确，能够进一步提升果蔬表面农药检测的准确度。

作为优选，上述所述的一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，所述步骤6中，在对被测果蔬表面进行紫外测试时，紫外光源的发射端与紫外光源的接收端之间形成夹角A，所述夹角A的角度为10度-20度。

将夹角A的角度设置为10度-20度，能够适用于多种果蔬不同表面形态如平面、曲面、复合曲面的紫外检测需求，既可增大果蔬表面尤其是曲面的测试面积，又能提高紫外光反射率，从而获得比同轴光导条件下更灵敏的果蔬表面无损检测结果，从而大大提升本发明检测时的准确度。

附图说明

图1为本发明中夹角为A的光路与同轴光路的对比图。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但它们不是对本发明的限制：

实施例1

一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，包括以下步骤：

其中该定性分析结果可以通过文字、图形等多种方式呈现，呈现位置可以是电脑屏幕、手持检测仪显示屏、手机屏幕等多个位置，且并不限定为以上列举的几种方式和显示位置。

作为优选，所述步骤1、步骤3中，所述一系列不同浓度的农药为某一种农药或几种农药标样的混合液经水稀释后配制而成。

作为优选，所述步骤1、步骤3中，所述一系列不同浓度的标准溶液为农药与水分别按1:10、1:15、1:20、1:30、1:40、1:60、1:80、1:100、1:150、1:200、1：300、1:400、1:450、1:500、1:560、1:1000的比例混合而成。

作为优选，所述步骤4中，所述处理方式为通过相对标准法、熵法、概率法进行处理。

其中，所述农药可以是毒死蜱、杀螟威、久效磷、磷胺、甲胺磷、异丙磷、三硫磷、氧化乐果、磷化锌、磷化铝、氰化物、呋喃丹、氟乙酰胺、砒霜、杀虫脒、西力生、赛力散、溃疡净、氯化苦、五氯酚、二溴氯丙烷、杀螟松、乐果、稻丰散、乙硫磷、亚胺硫磷、皮蝇磷、六六六、高丙体六六六、毒杀芬、氯丹、滴滴涕、西维因、害扑威、叶蝉散、速灭威、混灭威、抗蚜威、倍硫磷、敌敌畏、拟除虫菊酯类、克瘟散、稻瘟净、敌克松、402.福美砷、稻脚青、退菌特、代森胺、代森环、2，4-滴、燕麦敌、毒草胺、敌百虫、马拉松、乙酰甲胺磷、辛硫磷、三氯杀螨醇、多菌灵、托布津、克菌丹、代森锌、福美双、萎锈灵、异草瘟净、乙磷铝、百菌清、除草醚、敌稗、阿特拉津、去草胺、拉索、杀草丹、2甲4氯、绿麦隆、敌草隆、氟乐灵、苯达松、茅草枯、草甘磷等等。

其中，所述果蔬可以是苹果、梨、橘、葡萄、桃、火龙果、西瓜、菠萝、芒果、栗子、椰子、石榴、芹菜、胡萝卜、白菜、茄子、西红柿、黄瓜、辣椒、青菜等等。

当然，以上仅是对农药、果蔬的简单列举，但并不限于以上农药、果蔬种类。

实施例2

所述步骤6中，在对被测果蔬表面进行紫外测试时，紫外光源的发射端与紫外光源的接收端之间形成夹角A，所述夹角A的角度为10度-20度。

因果蔬的类型多种多样，不同果蔬之间其表面的形态也各有不同，综合来讲一般包括平面、单曲面、复合曲面这三种类型。如图1所示，图1中（1A）、（2A）、（3A）为普通同轴光路下入射光线以及反射光线所能够照射到果蔬表面的区域范围。而（1B）、（2B）、（3B）为在夹角A也即将紫外光源的发射端与紫外光源的接收端之间形成10度-20度夹角时入射光线以及反射光线所能够照射到果蔬表面的区域范围。

如果在紫外检测时是普通同轴光路方式对紫外光进行传导，则发射光线与反射光线将几乎保持平行，反应在果蔬表面农药残留检测时将呈现为：（1A）在平面类型的果蔬表面能够检测该平面范围内农药残留；（2A）在单曲面类型的果蔬表面仅能够检测相应曲线上的农药残留；（3A）在复合面类型的果蔬表面仅能够检测相应一点上的农药残留。

而如果将紫外光源的发射端与紫外光源的接收端之间形成夹角A也即形成10度-20度的夹角，则反应在果蔬表面农药残留检测时将呈现为：（1B）在平面类型的果蔬表面能够检测该平面范围内农药残留；（2B）在单曲面类型的果蔬表面除了能够检测相应曲线上的农药残留外，还能够检测这一曲线附近的一些曲线的上的农药残留；（3B）在复合面类型的果蔬表面除了能够检测相应一点上的农药残留外，还能够检测这一点周围附近几个点上的农药残留。

通过这样的设置，能够增大果蔬表面农药残留的检测面积，提高了检测效率，从而能够实现比同轴光路条件下更灵敏、更快速的果蔬表面农药残留无损检测。

其它步骤同实施例1。

实施例3

在对果蔬表面农药残留进行检测时，将农药毒死蜱、磷化锌、氯化苦、马拉松、萎锈灵分别按1:10、1:20、1:40、1:80、1:100、1:200、1:400、1:500、1:560、1:1000等比例用水稀释成一系列不同浓度的标准溶液，将皮蝇磷和六六六的混合溶液、毒杀芬和氯丹的混合溶液、速灭威和混灭威的混合溶液、敌百虫和马拉松的混合溶液分别按1:10、1:20、1:40、1:80、1:100、1:200、1:400、1:500、1:560、1:1000等比例用水稀释成一系列不同浓度的标准混合溶液，然后分别定量实施在各个苹果、胡萝卜、茄子、椰子、火龙果、青菜、白菜、茄子表面上的固定区域，并将该组果蔬作为实验组。同时，取与实验组种类相同的果蔬并洗净，将该组果蔬作为对照组。

将实验组和对照组的各个果蔬表面经空气干燥后采用本发明方法进行快速测试，而其定性测试结果在1-5秒钟内都非常清晰地显示出来，所有含农药的果蔬表面经检测都显示出红色光谱图形的阳性结果，而没有农药的其它果蔬表面经检测都显示出绿色光谱图形的阴性结果。由此可见，通过本发明方法能够对果蔬表面上是否具有农药残留进行快速、便捷的定性分析。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：农药残留测定光谱参数的筛选：对无农药的玻璃表面进行紫外测试并将得到的紫外光谱或数据作为空白参照基准，然后将各种农药配置成一系列不同浓度的标准溶液直接定量实施在玻璃表面上，经干燥后对玻璃表面进行紫外测试，将测试后的紫外光谱或数据与空白参照基准进行比较，从中筛选出对相应农药浓度变化最为灵敏的特定光谱参数；

步骤5：果蔬表面农药残留数据库的建立：将步骤1和步骤３中的各种农药的紫外光谱或数据整理为数据库；

2.根据权利要求1所述的一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，其特征在于：所述步骤1、步骤3中，所述一系列不同浓度的农药为某一种农药或几种农药标样的混合液经水稀释后配制而成。

3.根据权利要求1所述的一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，其特征在于：所述步骤1、步骤3中，所述一系列不同浓度的标准溶液为农药与水分别按1:10、1:20、1:40、1:80、1:100、1:200、1:400、1:500、1:560、1:1000的比例混合而成。

4.根据权利要求1所述的一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，其特征在于：所述步骤4中，所述处理方式为通过相对标准法、熵法、概率法进行处理。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种果蔬表面农药残留的无损速测方法，其特征在于：所述步骤6中，在对被测果蔬表面进行紫外测试时，紫外光源的发射端与紫外光源的接收端之间形成夹角A，所述夹角A的角度为10度-20度。