[发明专利]基于红外光声光谱的含氮类农药残留快速检测方法

说明书

基于中红外光声光谱技术进行含氮类农药残留检测方法：⑴.采集样品红外光声光谱数据：利用红外光声光谱仪，选择合适的动镜速率、扫描次数等参数，采集样品的红外光声光谱数据；⑵.将步骤⑴得到的光谱数据进行预处理，包括小波分析进行平滑、消噪，数据标准化等，获得待测样品的红外光声光谱曲线；⑶.分析步骤⑵所得的图谱，包括特征峰位置确认，主成分分析；⑷.结果分析：结合农药分子结构，分析步骤⑶所得的图谱：确定待测农药分子结构中具有特定官能团的红外吸收峰位置；对比样品和对照该位置是否有红外吸收峰出现，最终确定农药的残留类型。本方法可以实现对农产品快速、无损、原位检测，并可以向现场快速检测发展。

技术领域

本发明有关农产品安全，属于农药残留检测技术领域，具体涉及一种利用中红外光声光谱来对农产品中的含氮类农药进行快速、无损、精确的检测方法。

背景技术

在农业生产过程中，农药对农作物病虫害的防治发挥重要作用，农药的使用为农业生产带来巨大利益。但是同时，由于农药不合理的使用，引发了很多环境问题以及食品安全问题。所以对农药残留的检测方法的探究，具有重要意义。

目前农药残留检测手段主要是依靠基于气相色谱、液相色谱的方法，以及一些化学和生物的方法。这些方法需要对样品进行复杂的前处理，耗时长、操作繁琐并且会损坏样品。因此，有必要探究一种新的快速、高效的农药残留检测技术。

近年来，在农业领域，已经开始应用红外光谱技术来对物质进行定性、定量分析。但是对农药残留检测常规红外光谱目前无法实现应用。常规红外透射光谱主要包括透射光谱和反射光谱, 红外透射光谱涉及到样品前处理, 包括匀质和压片过程, 一方面导致无法定性检测, 另一面因农药含量太低而更无法进行定量检测; 而红外反射光谱受环境和样品形态影响大, 同时信号小导致干扰大不稳定而难以实现测定。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种利用红外光声光谱测量的样品表面农药残留检测方法，包括仪器的检测参数的确定、数据处理、特征峰位置指认等，实现快速、无损地确定样品中的含氮类农药残留。

为了达到本发明目的，本发明技术方案如下：一种基于红外光声光谱的含氮类农药残留快速检测方法，其特征在于，步骤如下：

⑴.采集样品红外光声光谱数据：利用红外光声光谱仪，选择合适的动镜速率、扫描次数等参数，采集样品的红外光声光谱数据；

⑵.将步骤⑴得到的光谱数据进行预处理，包括小波分析进行平滑、消噪，数据标准化等，获得待测样品的红外光声光谱曲线；

⑶.分析步骤⑵所得的图谱，包括特征峰位置确认，主成分分析；

⑷.结果分析：结合农药分子结构，分析步骤⑶所得的图谱：确定待测农药分子结构中具有特定官能团的红外吸收峰位置；对比样品和对照该位置是否有红外吸收峰出现，最终确定农药的残留类型。

以上步骤⑴的具体操作方法是：将样品放入光声池内，采集波长范围为 4000-400cm^-1，扫描分辨率为4 cm^-1，选用不同动镜速率进行扫描；扫描样品之前使用预先准备好的炭黑背景进行背景校正。

所述步骤⑵的具体操作方法是：将步骤⑴得到的光谱曲线进行预处理，包括小波分析进行平滑、消噪，数据标准化，以及光谱数据后处理，由采集到的数据获得待测样品的红外光声光谱曲线。

所述步骤⑶的具体操作方法如下：

图谱的平滑、去噪所采用的小波分析是通过Matlab提供的filtfilt数字滤波函数来实现，其语法结构是：

[b, a] = butter (n, wn, ’low’)；