猕猴桃中农药残留的纳米金快速检测方法研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:m397760109
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猕猴桃是一种深受大众欢迎的水果,然而在其生产、贮藏和加工过程中容易受到农药残留等危害物质污染。传统气相色谱等农药残留仪器分析方法具有灵敏度高和准确性高的优点,但也存在操作繁杂、检测时间长、成本昂贵的问题,不能满足现场检测的需求。因此,开发灵敏、准确、快速的检测技术十分必要。本论文以猕猴桃中杀螟丹、沙蚕毒素类农药、啶虫脒和毒死蜱为检测对象,结合纳米金定位表面等离子体光学特性、photoshop色值提取以及手机智能识别的优点,分别构建了猕猴桃中农药残留的纳米金分光光度以及视觉快速比色法,photoshop数字化识别方法以及基于智能手机的现场比色分析方法。主要研究内容和结果如下:1.基于杀螟丹与纳米金之间的分子识别机制,建立了一种以纳米金为比色探针,用分光光度计和肉眼观察快速检测杀螟丹的方法。通过加入0.9 m M的硫酸氢钠进行优化后,可在5 min内检测杀冥丹含量。借助分光光度计定量,该方法对杀螟丹的检测线性范围为0.05 mg/kg~0.6 mg/kg,最低检出限为0.04 mg/kg。同时,该方法对杀螟丹浓度的颜色变化临界点为0.1 mg/kg,恰好是国内外杀螟丹最严格的限量值,因此,可直接用于农产品中杀螟丹农药残留是否超标的定性判别。实际样品检测时,本方法回收率在71.8%~104%之间,变异系数在4.5%~10.7%之间,表明本方法有较好的准确度与可靠性。2.依据沙蚕毒素类农药可在碱性条件下水解为沙蚕毒素,而沙蚕毒素会诱导纳米金聚集的现象,并结合数码相机图像采集以及phtoshop软件对颜色的数字化转换功能,本章中构建了一种沙蚕毒素类农药残留总量的数字化比色检测方法。优化后的检测条件是反应3 min、体系p H值4、并添加0.9 m M硫酸氢钠。用分光光度计定量沙蚕毒素总量的线性范围为0.05 mg/kg~0.25 mg/kg,最低检出限为0.04 mg/kg。借助phtoshop提取色值,将颜色变化进行数字化处理,并对RGB值进行分析。在0.05 mg/kg到0.25 mg/kg的范围内,R值与沙蚕毒素浓度成线性关系,检测限为0.03 mg/kg。实际样品检测时,本方法具有良好的回收率,表明本方法是一种简单、有效的沙蚕毒素类农药总量快速检测方法。3.在数字化比色的基础上,开发了智能手机的图像采集附件和智能手机App应用,构建了基于智能手机的猕猴桃中啶虫脒比色检测方法。检测的最优条件是反应6 min,p H值6,并添加30 m M的氯化钠。在最优条件下,基于紫外分光光度计的比色法检测线性范围为0.04 mg/kg~0.6 mg/kg,检出限为0.02 mg/kg。进一步采用智能手机提取不同浓度目标物与纳米金的反应最终液的颜色,并进行RGB色值分析,以R值与啶虫脒浓度建立数字化比色定量模型(C=10^((45.02-R)/80.84)),以此为主要方程编写啶虫脒的手机智能识别软件。实验结果表明该智能手机比色体系对啶虫脒的线性范围为0.04 mg/kg~0.5 mg/kg,检出限为0.03 mg/kg。智能手机比色法对实际样品的检测结果与分光光度法和气相色谱法的分析结果较一致,同时具有良好的回收率,表明本方法在猕猴桃中啶虫脒的快速检测方面有较好的应用前景。4.在智能手机比色分析的基础上,结合毒死蜱抑制乙酰胆碱酯酶活性,以及乙酰胆碱酯酶催化碘化乙酰硫代胆碱引起纳米金颜色变化的特性,构建了猕猴桃中毒死蜱的智能手机比色检测方法。通过研究卤化乙酰硫代胆碱引起的纳米金光谱变化,发现在较高浓度碘化乙酰硫代胆碱存在的情况下,纳米金也能保持分散状态,并以此为基础,提出了新型的较高浓度碘化乙酰硫代胆碱存在下的智能手机比色分析方法。通过条件优化,确定最优条件为底物碘化乙酰硫代胆碱的加入量为30μM,检测体系的p H值为8,酶的加入量为2 m U/m L,反应时间为8 min。在最优条件下,用手机检测的线性范围为0.01mg/kg~1.0 mg/kg,检出限为0.002 mg/kg。与已有文献相比,该方法酶用量较少,但是检测灵敏度较高。加标和真实样品检测时,本方法具有较好的准确性,有望为猕猴桃中毒死蜱等有机磷农药的现场筛查提供新的方法和思路。
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