关于便携式农药检测仪的研究

1 研究背景

在对农产品安全日益关注的今天, 农委协会对食品的质量提出了较高的要求, 同时也对质监部门及普通家庭在相关检测方面有了新的挑战, 特别是在经济、灵敏度、简便性以及能否快速检测这几个方面。

2 实验

2.1 农药使用的探究

2.1.1 具有关调查表明, 我国用全世界百分之七的土地养活了全世界多达百分之二十二的人, 除了相关农业技术, 农药在此也发挥了巨大的作用。此外, 由于农药保证了农作物的产量, 于是养殖业和畜牧业也有了保证, 这也导致了我国的农药使用量位居世界第二, 农副产品总量占全世界的百分之四十。由于农药的正面作用无法被替代, 所以农药的负影响也不可避免, 据相关资料表明, 美国的环保局对常见的100种农药进行了致癌性定性定量检测, 结果发现其中87种农药具有致癌性, 其中对婴儿、孕妇以及高龄老人的致癌率为100%.

2.1.2 传统农药的检测方法: (1) 化学分析法, 主要包括:湛蓝实验、氰化铁氧化实验和笨二酚实验等, 这种方法的主要优点室操作简单且易于观察, 缺点是灵敏度低、易受干扰并且反应需要加热; (2) 酶分析法, 主要包括:p H法、标准比色法、荧光标记法、电位分析法等, 它们的工作原理是, 农药的残留物对植物酶的活性的抑制, 然后通过检测酶的水解产物的p H值、透光率A、荧光强度、以及电极电势, 进而计算出酶的抑制率, 根据酶的抑制率再计算出农药残留的有机磷的含量。

2.2 传感器检测法

2.2.1 传感器总工作原理:

由于抗原和抗体会发生特异性免疫识别行为, 将抗体修饰到传感器表面, 当与待测液接触时就会发生特异性免疫识别, 导致传感器的电极的电势发生改变, 由内部编程计算出待测液中农药残留量。

2.2.2 生化原理:

当农药的微粒接触到附着在电极表面的抗体时, 用六氰化铁离子作为还原探针, 以此通过电循环分析法、差势分析法和交流阻抗法将收集到的信息传输给传感器中央处理器。

2.3 残留量检测

2.3.1 主要仪器:自制检测仪一部、LK-03-2性水浴锅、50m L移液器。

2.3.2 试剂:农药多菌灵、敌敌畏、敌百虫、四氢呋喃、辛硫磷、标准亚硝酸盐

2.3.3 亚硝酸盐的检测:本文参考了国家质检局的《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》办法中的要求, 进行了如下的测定,

2.3.3. 1 向一只干净的比色杯中先加入1.5m L的蒸馏水, 这个作为对照组;

2.3.3. 2 另取一只干净的比色杯加入0.5m L样品, 再加入1m L蒸馏水, 作为样品组;

2.3.3. 3 向两个比色杯中分别加入0.5m L的亚硝酸 (aq) , 静置5min, 放入仪器中检测。与真实值相比, 自制仪器的检测结果略大于真实值, 约为1.1倍, 随着所提供的待测液的浓度逐渐增大, 检测值与真实值的差逐渐减少, 通过MATLAB的拟合方程得到Y=1.03211X+2.786, 对应的R为0.9996, 说明结果具有可信性。

2.3.4 常见的农药残留检测:将所购置的多菌灵、敌敌畏、四氢呋喃, 这三种农药配置成不同浓度的待测试液, 用自制的仪器进行检测, 结果显示0.001毫克每升的多菌灵仪器没有检测到, 当浓度达到0.005毫克每升时, 检测率为1.2%, 0.01毫克每升的检测率为3.0%, 0.1毫克每升的检测率为30%, 1.5毫克每升的检测率为97.0%, 2.0毫克每升的检测率为100%, 可见检测仪对多菌灵的检测限还是较低的, 具备科学意义;接下来对等对应浓度的敌敌畏进行了检测, 结果显示:0.001毫克每升的检测率为0, 即没有检测到, 0.005毫克每升的检测率为2.3%, 0.01毫克每升的检测率为7.2%, 0.05毫克每升的检测率为36%, 0.1毫克每升的检测率为60%, 0.5毫克每升的检测率为100%, 可见检测仪对敌敌畏的检测效果比多菌灵更有效;接下来是四氢呋喃的检测, 同样在0.001毫克每升的浓度下检测仪没检测到, 0.005毫克每升的检测率为2.5%, 0.01毫克每升的检测率为7.1%, 0.05毫克每升的检测率为24%, 0.025毫克每升的检测率为77%, 0.3毫克每升的检测率为98%, 0.5毫克每升的检测率为100%, 可见在浓度较低时检测效果较前两种农药而言更理想一些, 但是完全检出限却不理想。

摘要：随着高科技产品的便携性的大众化, 诸如瘦肉精试纸、艾滋病尿液微型检测仪和糖尿病便携式血液检测仪等已经悄然成为寻常百姓家中的“小家电”。而在食品安全方面, 由于农药的不合理使用, 导致农药残留量过高, 最终导致人体受到危害, 传统的农药残留量检测仪普遍存在价格昂贵、操作复杂等众多问题。所以, 针对这种情况, 我同时从农药残留量检测和便携式检测仪两个方面下手, 本文详细阐述了在传感器检测农药浓度的基础上, 集成了智能电路后的检测仪的工作原理, 对微型智能产品普及化有重要意义。

关键词：农药残留,食品安全,便携,检测仪

参考文献

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