[发明专利]一种利用THz-TDS技术定量检测粮食中农药残留的方法

摘要

本发明涉及一种利用THz-TDS技术定量检测粮食中农药残留的方法，通过将待测粮食样品研磨后压片得到待测粮食压片样品，采用THz-TDS对其进行测试，得到太赫兹时域光谱，经傅里叶变换以及Timothy和Duvillaret法计算后，得到频域谱和吸收系数谱，将所述待测粮食压片样品特征波段处的吸收系数光谱随机划分为训练集样本吸收系数光谱和验证集样本吸收系数光谱，用偏最小二乘回归方法建立吸收系数光谱的定量分析模型，获得各所述待测粮食样品的定量检测值，本发明所述方法能够真实、有效地实现对粮食中农药残留进行快速准确的定量检测，所述吸收系数光谱定量分析模型的预测相关系数(Rv)的平均值高达0.986。

主权项

一种利用THz‑TDS技术定量检测粮食中农药残留的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取待测粮食样品研磨后压片，即得待测粮食压片样品；(2)取欲检测的目标农药样品，按照质量比1:4的比例与聚乙烯进行混合，并研磨后压片，即得含有目标农药与聚乙烯的混合压片样品；(3)利用THz‑TDS光谱系统对所述待测粮食压片样品和所述混合压片样品进行逐一测试，得到各样品的太赫兹时域光谱，采集氮气氛围下的太赫兹时域光谱信号作为参考信号，并在相同条件下采集所述待测粮食压片样品和混合压片样品的太赫兹时域光谱信号作为样品信号，将参考信号和样品信号分别经过傅里叶变换后得到参考的频域信号Es和样品的频域信号Er，再经Timothy和Duvillaret法计算后，得到吸收系数谱；其中，所述Timothy和Duvillaret法的具体计算方法如下：样品折射率n和样品吸收系数α计算公式为：$\mathrm{\α}\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{2}{d}\ln [\frac{4n\left(\mathrm{\ω}\right)}{\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\ω}\right){[n\left(\mathrm{\ω}\right)+1]}^2}$式中，ω代表频率，d代表样品厚度，代表样品信号与参考信号的相位差，ρ为样品信号与参考信号的振幅模的比值，c为真空中的光速；(4)根据所述混合压片样品的吸收系数光谱，选定吸收系数光谱的重现性较好的波段区间作为特征波段，并将所述待测粮食压片样品在所述特征波段下的吸收系数光谱随机划分为训练集样本吸收系数光谱和验证集样本吸收系数光谱；(5)利用偏最小二乘回归方法建立所述训练集样本吸收系数光谱和所述验证集样本吸收系数光谱的定量分析模型，获得各所述待测粮食样品的定量检测值。