利用太赫兹时域光谱检测农产品中2种酰胺类农药残留

[目的]探讨THz技术在农药识别和残留量检测中的应用。[方法]利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术对2种除草剂丁草胺和异丙甲草胺在室温氮气环境下的THz远红外光谱特性进行测定,并利用菲涅尔公式的数据处理模型求取了其在0.2~2.2 THz波段内的折射率和吸收系数。[结果]2种农药在0.2~2.2 THz波段内分别存在不同的特征吸收峰。尽管2种农药分子结构相似,但其吸收谱和折射率却存在很大差异。[结论]THz-TDS技术在农药微量残留检测方面是可行的,特别是在识别结构较为相似的物质上有较大优势。     

太赫兹时域光谱检测农产品中2种酰胺类农药残留研究(摘要)(英文)

[目的]探讨THz技术在农药识别和残留量检测中的应用。[方法]利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对2种除草剂丁草胺和异丙甲草胺在室温氮气环境下的THz远红外光谱特性进行测定,并利用菲涅尔公式的数据处理模型得到其在0.2～2.2THz波段的折射率和吸收系数。[结果]2种农药在0.2～2.2THz波段内分别存在不同的特征吸收峰。尽管2种农药分子结构相似,但其吸收谱和折射率却存在很大差异。[结论]THz-TDS技术在农药微量残留检测方面是可行的,特别是在识别结构较为相似的物质上有较大优势。     

杂交水稻种子太赫兹光谱特性研究

我国杂交水稻种植面积十分广泛,种子纯度是种子质量核心指标之一,直接影响杂交水稻的产量.利用透射型太赫兹(Terahertz wave,THz)光谱仪采集16种杂交水稻种子光谱数据,分析其太赫兹光谱频率特征和吸收系数,研究杂交水稻粉末粒度和固定剂浓度对其光谱的影响,结果表明:样品粉末颗粒小于2μm能避免太赫兹波散射对THz光谱数据采集的影响,在样品中添加聚乙烯固定剂不会增加吸收杂波,但能改变吸收强度;在0.1~2THz范围内杂交水稻种子均有不同的特征吸收峰,但少部分品种吸收峰位置靠近,因此直接用杂交水稻种子的THz光谱特征吸收频率识别杂交水稻种子比较困难,需要进一步结合其它方法.     

基于太赫兹时域光谱技术的饲用维生素鉴别的研究初探

本文利用太赫兹时域光谱技术对生物饲料添加剂中的维生素A、维生素B1、维生素B2,维生素B6、维生素B12五种维生素进行了太赫兹光谱测试,得到了样品在0.2-1.6THz波段的吸收光谱。实验结果表明,维生素A与维生素B2具有特征吸收峰,五种维生素在此THz波段对太赫兹波表现出不同的吸收特性。为了探讨太赫兹时域光谱技术在鉴别检测维生素的可行性,利用数学统计偏最小二乘法回归(PLSR)分别对五种维生素的43个样本的吸收系数和折射率做了模型的建立和统计分析。计算结果表明,吸收系数的偏最小二乘模型的品质参数分别为R=0.9789 RMSE=1.8601,折射率的偏最小二乘模型的品质参数分别为R=0.9559 RMSE=2.6739,于是,利用吸收系数的最小二乘法模型可以更好地预测精度,更能准确鉴定未知样品的种类。所以,太赫兹光谱与多种统计方法结合有望实现快速、有效、准确地进行饲用维生素的鉴别与检测,从而填补生物饲用维生素检测手段的匮乏。     

0.2～1.8THz波段豆油光谱特性的快速检测

针对液体样品在太赫兹光谱检测中遇到的比色皿吸收及频谱振荡问题,以豆油检测为例,在传统计算模型基础上,考虑石英比色皿对THz电磁波吸收,建立THz-TDS技术提取液体材料吸收系数和折射率的计算模型,并对得到的光谱数据利用小波变换进行时-频分析,找出频谱、吸收谱振荡的原因,采用主脉冲截取法,有效去除发射器、探测器以及石英比色皿等光学元件Etalon效应引起的频谱干涉,最后,结合实验得到的0.2~1.8THz波段豆油频谱对采用的主脉冲截取法的优缺点进行分析,并深入探讨1.0~1.8THz频段样品吸收谱、频谱残余振荡存在的原因.该测量分析方法对THz光谱技术在食用油品质检测应用方面进行了有益探索.     

基于太赫兹成像技术的大豆叶片水分含量测定

为了实现叶片水分含量的快速、精准检测,提出一种基于太赫兹成像技术的大豆叶片水分含量测定方法。利用太赫兹光谱成像系统获取96份大豆叶片太赫兹图像,采用干燥法测量叶片含水率,通过主成分分析(PCA)提取出水分敏感特征波段0.557、1.098、1.163 THz,对这3个特征波段下的叶片图像采用自适应阈值分割法,将其分为叶脉图像与叶肉图像,分别求取各自的图像灰度特征,并分为叶片特征组(G1)、叶脉特征组(G2)和叶肉特征组(G3)。分别采用多元线性回归(MLR)、反向传播神经网络(BP-ANN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法,以上述3个特征组作为输入,构建出9种大豆叶片水分预测模型。对比分析各模型性能,发现基于G3的LS-SVM模型预测结果最好,校正集和预测集的决定系数和均方根误差分别为0.967 8、0.963 2,0.057 8、0.046 5。试验结果表明,利用太赫兹成像技术来检测叶片中的水分含量具有非常高的预测精度,为作物叶片水分含量测定提供了一种行之有效的检测手段。     

太赫兹技术及其应用前景

太赫兹波是处于毫米波与红外之间的波段,是电子向光子、宏观向微观过渡的区域。太赫兹是新型的、具备特殊性能的辐射源,其技术在通信、成像等许多领域具有广阔的应用空间。本文对太赫兹技术研究进行了归纳,为今后的发展研究提供理论参考。     

基于太赫兹光谱的水体重金属检测

[目的]基于太赫兹时域光谱技术,对水体中汞(Hg)、镉(Cd)、铜(Cu)3种重金属进行检测,旨在太赫兹光谱范围内找出3种重金属的特征频率点,同时为构建水体中3种重金属类别和浓度识别以及含量的预测模型提供方法借鉴。[方法]分别配置不同浓度的Hg、Cd、Cu重金属溶液,用太赫兹光谱衰减反射模式采集样品的时域数据,通过离散余弦变换(discrete cosine transform, DCT)、标准正态变换(standard normal transformation, SNV)与二阶导数(second derivative, SD)去噪,主成分分析(principal component analysis, PCA)、多维度缩放(multiple dimension scaling, MDS)与线性判别分析(linear discriminant analysis, LDA)降维,再通过随机森林(random forest, RF)、k邻近算法(k-nearest neighbor, KNN)和概率神经网络(probabilistic neural network, PNN)进行重金属类别与浓度的检测建模,最后采用最小二乘支持向量机(least squares support vector machines, LS-SVM)与反向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)进行浓度预测建模。[结果]一定浓度范围内Hg和Cd溶液的吸收系数谱分别在1.7 THz与1.2 THz处有明显吸收峰变化,未发现Cu溶液吸收系数谱随浓度改变的规律。PNN与KNN模型可对3种重金属水体进行准确检测,构建的PCA-PNN模型可分别对Hg、Cd和Cu溶液进行浓度识别,准确率分别为99.45%、95.93%和99.25%。构建的DCT-LDA-BPNN模型可用于溶液中的Hg、Cd和Cu这3种重金属含量预测,决定系数分别为0.996、0.986和0.999,均方误差分别为0.008、0.026和2.164。[结论]本试验证明太赫兹光谱对不同浓度的Hg、Cd、Cu溶液有较好的定性与定量分析能力,能为水体重金属检测提供重要参考。     

三聚氰胺在水生生物体内转化规律的研究

[目的]对三聚氰胺在模拟养殖水体中生物体内的转化规律进行研究。[方法]利用微宇宙模拟水生态系统,以罗非鱼、田螺为试验动物,采用室内静水养殖,对三聚氰胺及其同系物在水生生物体内的含量变化进行分析。[结果]三聚氰胺进入水体后,能被水生生物迅速吸收。在试验初期水生生物体内的三聚氰胺以原体的形式排出体外,在试验后期一部分三聚氰胺经脱氨基作用逐步水解为三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸,以其原体和同系物的形式排出体外。[结论]该研究可为三聚氰胺在生物体内的代谢转化过程提供科学依据。     

花生病害叶的傅里叶变换红外光谱研究

[目的]探究傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术在花生病害鉴别中的应用。[方法]利用FTIR技术并结合主成分分析和聚类分析方法对花生褐斑病叶、黑斑病叶、网斑病叶和正常叶进行鉴别。[结果]样品的红外光谱图整体相似,只在1 750～800 cm-1范围内吸收峰的位置和强度有微小差异。对原始光谱图做二阶导数处理,发现3 600～2 800 cm-1和1 750～650 cm-1范围内的二阶导数谱差异明显。选取3 600～2 800 cm-1和1 750～650 cm-1范围做主成分分析和聚类分析,所提取的3个主成分的累计贡献率达到94.9%,分类正确率达到100%,聚类分析的正确率达到94.6%。[结论]傅里叶变换红外光谱技术有望发展成为鉴别农作物病害的有力手段。     

三聚氰胺联合三聚氰酸经口28d染毒对雌性SD大鼠体重与肾脏的影响

[目的]为临床上三聚氰胺和三聚氰酸伤害的预防和治疗提供科学依据。[方法]使用三聚氰胺和三聚氰酸共同对雌性SD大鼠进行亚急性经口染毒试验,研究三聚氰胺和三聚氰酸联合作用下经口28 d染毒对雌性SD大鼠体重与肾脏的影响。[结果]三聚氰胺与三聚氰酸联合染毒会造成雌性SD大鼠体重增加受到抑制,肝、脾、肺、肾及膀胱脏器系数改变,肾脏发生结晶现象,部分肾小管与肾小球结构破坏。[结论]三聚氰胺与三聚氰酸联合经口28 d染毒可引起雌性SD大鼠体重增长的抑制与肾脏的结晶。     

三聚氰胺联合三聚氰酸经口28d染毒对雌性SD大鼠血液生化指标的影响

[目的]探讨三聚氰胺联合三聚氰酸经口28 d染毒对雌性SD大鼠血液生化指标的影响。[方法]用三聚氰胺和三聚氰酸共同对雌性SD大鼠进行亚急性经口染毒试验,设1个对照组和3个试验组,每组10只大鼠。每天对动物采用经口灌胃染毒1次,染毒时间28d,试验结束时收集动物血液标本进行检测。[结果]三聚氰胺与三聚氰酸联合染毒会造成雌性SD大鼠血液红细胞（RBC）、血红蛋白（HGB）数量下降和白细胞（WBC）、淋巴细胞（Lymph）数量上升,引起总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）等肝功能指标的下降和尿素氮（URE-A）、肌酐（CRE）等肾功能指标的增高,同时对血清磷离子有显著影响。[结论]三聚氰胺与三聚氰酸联合染毒可引起雌性SD大鼠血液生化指标的显著变化。     

三聚氰胺和三聚氰酸的毒性及其致病机理研究进展

三聚氰胺和三聚氰酸被非法添加到食品和饲料中以虚假提高蛋白质的含量,动物长期采食含有三聚氰胺和三聚氰酸的日粮后其身体健康状况将受到严重危害。近年来,三聚氰胺和三聚氰酸污染食品导致动物中毒的事件时有发生,因此它们的毒性作用引起了人们的广泛关注,本文从三聚氰胺和三聚氰酸的理化性质、接触途径、代谢、毒性、致病机理等方面进行了阐述。     

非线性建模红外光谱法测定三聚氰胺的研究

[目的]建立红外光谱法三聚氰胺非线性定量模型,为三聚氰胺无损检测提供理论依据。[方法]选取1550cm-1附近特征吸收峰,依据动力学、数学建模及优化理论,分别建立线性及非线性定量模型。[结果]非线性模型具有更高的准确度,用于样品定量的模型相关度为0.9227,样品回收率为96%;而线性模型的相关度只有0.9049,样品回收率为557%。[结论]非线性模型定量测定三聚氰胺含量是可行的。     

饲料中三聚氰胺在养殖水体中的分布与迁移

[目的]研究三聚氰胺进入水体系统后的迁移情况.[方法]利用室内模拟水生态系统,通过在饲料中添加三聚氰胺,测定不同暴露时间水体、金鱼藻、沉积物以及罗非鱼和田螺肌肉中三聚氰胺的含量.[结果]给药期间水体、金鱼藻、沉积物以及罗非鱼和田螺肌肉中三聚氰胺含量都呈增加趋势,金鱼藻对三聚氰胺的吸附性较强.停药期间罗非鱼肌肉中三聚氰胺的含量显著下降,水体中的三聚氰胺含量呈缓慢下降趋势,而金鱼藻、沉积物和田螺肌肉中三聚氰胺的含量呈缓慢增加趋势.试验后期,各介质中三聚氰胺的浓度逐渐趋于稳定.[结论]该研究为了解三聚氰胺在养殖水体中的分配和迁移规律提供了基础数据.     

2种制备三聚氰胺酶标抗原方法的比较

[目的]对直接和间接法制备酶标记三聚氰胺抗原进行比较。[方法]2种方法均用辣根过氧化物酶和过碘酸钠法,但直接法是酶与三聚氰胺偶联,而间接法是用酶标记三聚氰胺与载体蛋白OVA的结合物。用上述方法分别制备了2种酶标抗原后,从酶活性、抗原性和效价方面对这2种酶标抗原做质量对比试验。[结果]间接法制备的HRP-OVA-MEL有抗原性,且效价达到1∶2 560以上,而直接法制备的HRP-MEL却没有抗原性,且效价较低。[结论]间接法制备的三聚氰胺酶标抗原的活性比直接法好。     

牛奶中三聚氰胺、环丙氨嗪、地昔尼尔的高效液相色谱-串联质谱检测方法的建立

【目的】建立检测和监测牛奶中三聚氰胺、地昔尼尔、环丙氨嗪残留的科学方法。【方法】用1%三氯乙酸-乙腈溶液将样品中的蛋白沉淀,将目标分析物提取出来,通过强阳离子固相萃取柱对目标分析物进行富集净化后,最后用Waters超高效液相色谱-串联质谱仪对三种物质残留含量进行标准检测,色谱柱采用Acquity HSS T3(2.1mm×50mm,1.7μm),以0.1%甲酸水溶液-乙腈为流动相进行梯度洗脱,外标法定量。对前处理方法及液相色谱和质谱条件进行优化。【结果】用该方法对牛奶中三聚氰胺、地昔尼尔、环丙氨嗪残留的检测低限为20μg/kg,添加回收率在94%~104%之间。【结论】该方法灵敏、稳定性好,可满足牛奶中三聚氰胺、地昔尼尔、环丙氨嗪的检测与确证要求。