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荧光光谱仪在农药残留检测中的应用

2018.4.12

目前，农药残留量检测的技术主要有色谱检测技术生化检测技术和光谱检测技术,其中，光谱检测技术具有操作方便非破坏高效率高精度等特点，受到广大研究者的青睐常用的光谱检测技术有红外光谱技术拉曼光谱技术高光谱图像技术荧光光谱技术等。

果蔬表面的农药残留问题不仅会危害消费者的身体健康，而且还会影响经济效益。目前，虽然对农药残留检测已经有了许多成熟的检测技术，如色谱检测技术生化检测技术等，且具有检测精度高范围广和重现性好等优点; 但是需要对样品进行前处理，分析样品时间长，不利于现场和在线检测，并且还需有专业技术的人员才能完成农药残留的检测，不太适用于生产实践中，比较适合实验室里的精确分析。而光谱技术因具有分析效率高操作简便非破坏性样品无需预处理测试重现性好和便于实现在线分析等特点，成为了一种快速无损的新型检测技术，在农药残留检测等领域中得到了飞速的发展。本文就近几年来常用的光谱技术对农药残留的检测进行了分析研究和探讨。

1 红外光谱技术

1．1 近红外光谱技术

近红外光是介于可见光和中红外光之间的电磁波，其光谱波长区域为780～2526nm 它是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，主要反映分子的倍频和合频振动信息。

近红外光谱检测技术在农药残留检测领域还处于起步阶段，本世纪初才首次将近红外分析法用于农药分析。刘翠玲等用近红外光谱方法对溶液中极微量毒死蜱进行了测定，取得了良好的检测效PierreBilleen等曾利用近红外检测拌种用杀虫剂的含量，取得了较好的结果目前，利用近红外光谱技术检测农药残留的样品大多是采用人工配制的农药模拟喷洒在被测样品上，以后还需对实际样品进行农药残留检验分析研究。

近红外光谱技术检测农药残留的缺点主要是不适用于痕量分析检测灵敏度低相对误差较大建模比较难，而且大多数模型是在统计数据基础上的线性和非线性拟合，可靠性难以保证在未来的研究中，背景干扰检测机理和微量物质检测等都是近红外检测技术的重点研究领域另外，开发便携式近红外光谱仪也为现场农药残留检测开辟了一条广阔的途径。

1．中红外光谱技术

中红外光谱是波长区间在2500～25000nm的电磁波，是由于分子振动状态在相邻振动能级之间的跃迁而形成的，主要反映分子基频振动信息。

随着中红外光谱测量技术与化学计量学学科的有机结合，该技术在农药残留检测中的定性定量分析均得到广泛应用李文秀等对敌敌畏等农药在蔬菜汁中的中红外光谱数据进行了研究，结果表明，应用中红外光谱技术可对蔬菜上的农药残留进行检测马国欣等应用中红外光谱技术可以测定农药中吡虫啉的含量中红外光谱技术检测农药残留的缺点是检测灵敏度相对较低，不适于做微量成分的测定和含水样品分析，光谱分析较复杂，且定量分析较困难在未来的研究中，在定量分析的精确性和定性分析灵敏度方面是有待突破的研究领域，把不同的分析仪器与红外光谱联用借助光路系统或光导纤维来传递红外光利用衰减全反射原理和表面增强技术等可以提高样品检测精度，也是未来研究的重要方向。

2 拉曼光谱技术

拉曼光谱技术是一种基于拉曼散射效应的光谱分析技术，是光子与样品分子之间发生了能量交换而产生的，体现的是分子振动或转动的信息常见的拉曼光谱技术有傅里叶变换拉曼光谱技术表面增强拉曼光谱技术显微拉曼光谱技术激光共振拉曼光谱技术和高温高压拉曼光谱技术等一般在农药残留检测中常用的拉曼光谱技术有傅里叶变换拉曼光谱技术和表面增强拉曼光谱技术等。

3 高光谱图像技术

高光谱图像技术是利用光谱成像设备采集目标物体的图像信息和光谱信息，利用图像处理技术和光谱分析技术，对目标物体进行设别和分析的技术该技术综合了光学电子学图像处理计算机科学等领域的先进技术，是二维成像技术和光谱技术有机结合在一起的一门新兴技术。

高光谱成像技术能同时采集到被测样品丰富的图像和光谱信息，但是高光谱图像数据量非常庞大，且光谱数据分析方法多种多样，从而导致数据处理的工作量比较大，影响了高光谱图像技术的广泛应用因此，在从海量的高光谱数据中进行数据挖掘改进和融合传统的分类识别技术创建适合高光谱数据特点的分类识别新模式等方面，还有待广大科研工作者的深入研究和探索高光谱成像技术在许多领域越来越受到研究者的青睐，在农药残留检测中有着广泛的应用前景。

4 荧光光谱技术

荧光光谱技术是根据基态分子吸收能量后发射的荧光特性和强度对待测物进行定性或定量分析的技术，适用于微量物质检测，常用的技术有前表面荧光技术同步荧光光谱技术和三维荧光光谱技术等。

荧光光谱技术在农药残留检测中还处于起步阶段，但取得的研究成果表明，荧光光谱技术在农药残留检测方面有其独特的优势。王雪梅等人利用荧光光谱技术实现了香蕉中的双苯三唑醇含量的快速定量测定。

光谱技术作为无损快速检测技术在各个领域中广泛应用，每种光谱技术都有各自的优势和不足红外光谱技术发展较成熟，但模型的可靠性难以保证，且结果易受外界干扰; 拉曼光谱技术在农药残留检测中有着良好的发展前景，其易受荧光背景的干扰，且在建立拉曼光谱数据库方面有所欠缺，有待进一步研究; 高光谱图像技术在农药残留检测方面还处于试验阶段，在提高模型精度降低数据冗余和选择特征波段等方面还需加强研究; 荧光光谱技术在农药残留检测中还处于起步阶段，如何有效解决外界因素的干扰还需进一步研究当前，光谱技术的不断研究，各种先进的理论算法和技术的不断出现，各种便携式高精度光谱检测仪器的不断开发，各种新兴技术与光谱技术的有机融合，都为农药残留的快速准确无损检测提供了强大的技术支持。

农药残留光谱红外检测

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