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化学计量学用于食品中有机农药残留量分析的研究

邱萍  
【摘要】:随着农药的广泛应用及作用不当,环境污染日趋严重,农副产品中农药残留量较大超标,各种疾病增多,严重危害生态环境及人类的健康。因此,发展快速、可靠、灵敏和实用的农药残留分析方法以对其进行监测极为重要。 化学计量学方法是采用“数学分离”来取代或部分取代经典的化学分离的一种方法,它可以不经化学分离而对复杂体系的测量信号进行解析,并且可以获得最大限度的定量和定性分析方面的信息。近年来,化学计量学作为化学量测的基础理论和方法学,正日益得到国内学者的注意。化学计量学为化学量测提供理论和方法,为各类波谱及化学量测数据的解析,为化学化工过程的机制研究和优化提供新途径,它涵盖了化学量测的全过程,是一门内涵相当丰富的化学学科分支。将该法用于农药残留分析简化了分析过程,这种结合在一定的情况下可以解决食品分析中的一些难题,拓宽了化学计量学方法的应用范围。本文共分为六个部分,主要研究了化学计量学方法结合电分析化学解析某些农药的新方法,并且探讨了这些农药的电化学性质及在电极上的电极反应。运用到实际食品样中农药残留量进行测定,能够得到比较满意的结果。 第一部分综述了用于农药残留量检测的化学计量学方法,如实验条件优化中的单纯形优化,正交设计和均匀设计等,多元校J下回归中的主成分回归(Principal component regression,PCR)、偏最小二乘法(Partial least square,PLS)和卡尔曼滤波(Kalman filter,KF),人工神经网络(Artificial neural network,ANN)等近年来在食品农药残留分析中的应用进行了回顾和概述。 第二部分对两种杀菌剂和一种除草剂进行了同时测定。代森锌和代森锰是分子结构非常相似的一种杀菌剂,它们和除草通在伏安图谱上均有良好的还原峰,但其伏安峰表现上严重的重叠。三者的线性范围分别为0.01-0.16μgml~(-1),0.005-0.07μgml~(-1)和0.02-0.24μgml~(-1),回归方程分别为i_p=968.1C-15.2(r=0.9988),i_p=2351.1C-11.4(r=0.9982)和I_p=509.5C+1.35(r=0.9979),最低检测限分别为9.10,4.10和12.8ng ml~(-1)。我们讨论了三种农药在汞电极上的还原反应机理,并采用化学计量学方法进行解析,结果表明,偏最小二乘法能得到最好的结果。与数据进行处理,如求导,归一化和中心化,全波段选择数据等方法解析结果对比,发现结果并没有改善。对几种萃取剂进行了优化,选择丙酮为萃取剂时能得到最大的萃取率,对几种蔬菜水果样品进行分析,回收率在99-104%之间。 第三部分研究了对硫磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷和水胺硫磷四组分化合物在悬汞电极上的伏安行为。实验以Ag/AgCl作参比电极,Pt丝作辅助电极,在pH 4.78的Britton-Robinson缓冲溶液介质中,采用线性扫描溶出伏安法进行电化学扫描,四种有机磷农药均有良好的还原峰。它们在汞电极上从不可逆的-NO_2还原到-NHOH。然后出现一两电子-NHOH氧化还原


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