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《浙江大学》 2010年
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基于太赫兹时域光谱技术的农药定性和定量分析

花月芳  
【摘要】:太赫兹时域光谱技术是一种波段处于微波和红外之间的新型光谱分析技术,由于其独特的光谱特性,受到各领域学者越来越多的关注。在食品安全,特别是农药残留检测的研究领域,该技术仍处于起步阶段。本文利用太赫兹时域光谱技术对农药溶液和农药固体进行了定性和定量分析:根据农药溶液的吸光度光谱对溶液浓度进行了测量;分析了纯农药、食品和聚乙烯粉末及农药与聚乙烯混合物和农药与面粉混合物在太赫兹波段的光谱特性;并根据农药固体混合物的吸收系数对混合物的农药含量进行了定量分析。 本文的主要内容和创新点总结如下: 1)利用太赫兹时域光谱技术分析了浓度为μg/ml级的农药溶液在0.5-1.5THz的吸光度光谱特性及其与溶液浓度的关系,并建立两者之间的线性和非线性回归模型。结合实验数据比较分析了信噪比、建模方法、主成分个数及建模频段对模型性能的影响,从而提出了测量农药溶液浓度的新方法:太赫兹时域光谱技术与全光谱偏最小二乘一最小二乘支持向量机(利用偏最小二乘法提取吸光度光谱的主成分作为最小二乘支持向量机的输入)相结合的方法。并且根据模型建立和预测的各个过程,从理论上分析了影响测量精度的误差来源。 2)利用太赫兹时域光谱技术定性分析了四种纯农药固体、三种纯食品粉末和聚乙烯粉末的吸收系数与折射率光谱特性,不仅实现了农药粉末种类的鉴别,还实现了农药粉末与食品粉末的区分。并且利用该技术分析了单种农药与聚乙烯粉末和与面粉的混合物、两种农药与聚乙烯粉末和与面粉的混合物在太赫兹波段的吸收系数光谱特性,并进一步分析了农药成分和混合介质成分(聚乙烯或面粉)对混合物光谱的影响,以及混合物的吸收系数与所含农药成分的质量分数之间的关系。 3)根据上述单成分和多成分农药混合物在太赫兹波段的吸收系数与质量分数之间的线性关系,提出了基于太赫兹时域光谱技术的农药固体混合物定量分析的新方法。建立了混合物吸收系数与质量分数之间的偏最小二乘回归模型,比较分析了两种建模频段选择方法:相关系数法和光谱信噪比法,对模型性能的影响。并比较了含有不同农药和介质成分的混合物的测量精度的差异,分析了产生差异的原因。结果表明有希望进一步利用太赫兹时域光谱技术对食品中的农药残留进行检测。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ460.1

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