[发明专利]一种基于表面增强拉曼光谱预测混合农药溶液中各农药含量的方法

说明书

本发明公开了一种基于表面增强拉曼光谱预测混合农药溶液中各农药含量的方法，属于表面增强拉曼光谱检测与化学计量学结合的技术领域。按照如下步骤进行：首先，将多种互不发生化学反应的农药分别配制为统一浓度的溶液，然后将各农药溶液按照不同的体积比进行混合，其次，将混合农药溶液与合成的表面增强拉曼基底混合，最终，采集混合农药溶液的表面增强拉曼光谱；其次，对采集的混合农药溶液表面增强拉曼光谱进行特征谱带区间的筛选；最后，将筛选得到的最优的表面增强拉曼光谱特征谱带区间用于对混合农药溶液中各农药含量的预测。本发明具有速度快、检测精度高、稳定性好以及计算量少等优点，可用于混合农药中各农药含量的快速、高精度预测。

技术领域

本发明属于表面增强拉曼光谱检测与化学计量学结合的技术领域，具体涉及一种基于表面增强拉曼光谱的特征谱带区间筛选及定量分析的方法。

背景技术

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)，是一种表面光谱技术，在待测分子与金、银、铜等粗糙金属相互作用后使拉曼光谱强度极大增强后得到的光谱。拉曼光谱虽然可以反映分子的特征结构，但拉曼散射效应的整个过程是固有的弱过程，且受限于拉曼散射截面，以至于获取的谱峰信号强度弱，难以达到对痕量物质的检测要求，不适用于待测物的敏感检测。SERS相对于拉曼具有显著的增强效果，是一种先进的拉曼技术，且具备无需前处理、灵敏度高、操作简单、实时快速检测等优点，在食品添加剂、环境污染物、农药残留检测等领域中均有应用。但是，表面增强拉曼光谱是一个高维矩阵，其波长数量远远大于光谱本身的数量，故在对表面增强拉曼光谱进行多元回归时，容易导致过拟合问题。因此，如何精确地解析表面增强拉曼光谱用于定性和定量分析是一个亟待解决的问题。

1971年，瑞典科学家SvanteWold以“化学计量学”(chemometrics)为一项基金命名。 1974年，他和美国化学家Bruce R.Kowalski在美国成立了国际化学计量学学会(International Chemometrics Society,ICS)，将化学计量学定义为应用数据和统计学方法，设计和改进化学量测流程，用最优的方法从化学量测流程中尽可能的提取相关目标物的有用信息。此后，研究者们开始针对特定的分析要求，创造并改进了一系列的数据解析方法，如多元校正和多元分辨等。目前，化学计量学从基础理论与方法的研究进入到实际应用研究的阶段，如对红外光谱、核磁共振等各类仪器数据的处理，以及在药物学、食品科学、环境科学等领域得到了广泛地应用。

发明内容

发明目的：针对如何更加精确地解析表面增强拉曼光谱用于定量分析的问题，本发明提出一种基于表面增强拉曼光谱预测混合农药溶液中各农药含量的方法，开发了表面增强拉曼光谱特征谱带区间筛选方法及混合农药溶液中各农药含量预测的方法，本发明具有预测精度高、鲁棒性好等优点。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于表面增强拉曼光谱预测混合农药溶液中各农药含量的方法，具体包括如下步骤：

步骤一：将多种互不发生化学反应的农药分别配制为统一浓度的溶液，然后将各农药溶液按照不同的体积比进行混合，其次，将混合农药溶液与合成的表面增强拉曼基底混合，最终，采集混合农药溶液的表面增强拉曼光谱；

步骤二：对采集的混合农药溶液表面增强拉曼光谱进行特征谱带区间的筛选；

步骤三：将筛选得到的最优的表面增强拉曼光谱特征谱带区间用于对混合农药溶液中各农药含量的预测。

所述步骤一将多种互不发生化学反应的农药分别配制为统一浓度的溶液，然后将各农药溶液按照不同的体积比进行混合，其次，将混合农药溶液与合成的表面增强拉曼基底混合，最终，采集混合农药溶液的表面增强拉曼光谱，按照下述步骤进行：

(1)多种农药混合物溶液的配置：①将多种农药配制成统一浓度的标品溶液。②将已经配制的多种农药的标品溶液按照一定的体积比进行混合，得到多种农药混合溶液。