共振光散射技术在农药残留和食品添加剂分析中的应用

摘要

共振光散射(Resonance Light Scattering，RLS)技术是近年来发展起来的一种灵敏和简便的分析技术。该法对颗粒的大小非常灵敏，因此灵敏度极高，可达纳克级，是一般分析方法难于比拟的，同时对于在溶液中无颜色变化或无荧光改变的反应，也可用RLS法检测，从而扩大了生物探针的范围，且只需普通的荧光分光光度计即可检测，加之操作简单易行，因此近几年发展极为迅速，已广泛应用于蛋白质和核酸的测定，在多糖、无机离子、有机物及某些药物等的定量分析方面，也取得了较好的进展，但是，这种技术应用于农药和食品添加剂残留的检测还少有报道。 对共振光散射技术、双波长比率．共振光散射新技术、化学计量学技术应用于某些农药和食品添加剂定量测定的方法学进行研究，并将建立的模型用于实际样品的测定，取得了比较满意的结果。 1．研究了共振光散射技术定量测定拟除虫菊酯类农药氰戊菊酯残留新方法。考查了变色酸2R-氰戊菊酯-β-环糊精体系的共振光散射光谱特性，并对反应条件进行了优化。在pH 2.87的Britton-Robinson缓冲溶液中，氰戊菊酯与变色酸2R在423 nm处有稳定的共振光散射增强，而β-环糊精进一步敏化该共振光散射强度信号，且散射强度与氰戊菊酯的浓度成线性关系，线性范围为0.02～0.50 μg/mL，检出限为0.016μg/mL。该方法简便、快速、灵敏，可用于实际样品中氰戊菊酯的测定。 2．建立了共振光散射技术对均三氮苯类农药扑草净残留测定的新方法。在溴甲酚绿中加入经HCl酸化的扑草净后，共振光散射光谱有明显增强，表面活性剂Triton X-100的加入使光谱强度显著增加，产生最大散射波长为562 nm的共振散射光信号，且散射光强度与扑草净的浓度有很好线性关系，线性范围为0.01～0.35 μg/mL，检出限达到7.8 ng/mL。方法灵敏、简便，并成功地用于实际样品中扑草净的测定。 3．建立了分析检测食品添加剂苋菜红与甲基紫相互作用的共振光散射-双波长比率新方法。考察了该方法的适宜条件、影响因素和实际应用，并与单波长共振光散射法进行比较。在pH为1.24的条件下加入苋菜红后甲基紫的共振光散射光谱有明显增强，一定浓度的非离子表面活性剂Triton X-100的加入使缔合物的散射强度进一步增加，最大散射峰位于528 nm，且散射光强度与苋菜红的浓度成线性关系，可以通过单波长共振光散射法检测苋菜红，该方法的线性范围和检出限分别为0.05～0.50μg/mL和0.0204μg/mL。实验中采用343 nm和417nm散射强度之比I<,k417>/I<,343>代替单波长处的共振光散射强度检测苋菜红，其线性范围和检出限分别为0.01～0.60μg/mL和1.0 ng/mL。研究发现，共振光散射双波长比率法较之单波长共振光散射法有更好的稳定性、更宽的检测线性范围和更低的检出限，更适用于样品中苋菜红的测定。 4．研究了共振光散射-双波长比率新方法用于阳离子表面活性剂溴化十六烷基吡啶的定量分析。在pH为1.5的条件下，溴化十六烷基吡啶(CPB)与溴百里酚蓝(BTB)相互作用，使共振光散射光谱信号明显增强，最大散射峰位于523nm，且散射光强度与CPB的浓度成线性关系，可以在523 nm波长下，对CPB进行测定，线性范围为0.05～0.60 μg/mL，检出限为0.0416 μg/mL。采用248 nm和424 nm散射强度之比I<,248>/I<,424>代替单波长处的共振光散射强度来测定苋菜红，其线性范围和检出限分别为0.03～1.0 μg/mL和3.0 ng/mL。分析结果优于单波长共振光散射法。 5．建立了化学剂量学结合分光光度法同时测定六种农药残留的新方法。在pH 5.0的Britton-Robinson(B-R)缓冲溶液中，草达津、阿特拉津、西草净、敌草隆、非草隆和敌稗6种除草剂的紫外吸收光谱严重重叠，不经预先分离很难进行单一组分的直接测定。研究中引入主成分回归(PCR)和偏最小二乘法(PLS)等化学计量学方法，对其校正模型进行优化，并成功地应用于6种除草剂混合物复杂体系重叠光谱的解析及其浓度进行同时分析。

目录

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第一章绪论

1.1共振光散射技术的建立

1.1.1共振光散射技术基本原理

1.1.2共振光散射技术的优缺点

1.2共振光散射技术的应用

1.2.1无机金属离子分析

1.2.2核酸分析

1.2.3蛋白质分析

1.2.4糖类和药物分析

1.2.5其他分析

1.3新的共振光散射技术

1.3.1双波长比率共振光散射技术

1.3.2三维光散射技术

1.3.3液-液界面全内反射-共振光散射(TIR-RLS)技术

1.3.4流动注射-共振光散射(FIA-RLS)技术

1.3.5后向共振光散射(BRLS)技术

1.3.6共振光散射成像技术

1.4食品中农药残留和添加剂的分析测定

1.4.1农药残留

1.4.2食品添加剂

1.5常用化学计量学方法的基本原理及其在食品分析中的应用

1.5.1经典最小二乘法(Classical least squares,CLS)

1.5.2主成分回归(Principal compenent regression,PCR)

1.5.3偏最小二乘法(Partial least square,PLS)

1.5.4 人工神经网络(ANN)

1.5.5化学计量学-分光光度法在农药残留分析中的应用

1.6结语

1.7课题研究的目的和意义

1.8课题来源及主要研究内容

1.8.1课题来源

1.8.2主要研究内容

1.9本研究的创新性

第二章 变色酸2R-β-环糊精体系共振光散射技术测定农药氰戊菊酯

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.3.1散射光谱RLS特征

2.3.2条件的优化

2.3.3工作曲线与检出限

2.3.4干扰物质的影响

2.4实际样品的测定

第三章 共振光散射技术研究除草剂扑草净与溴甲酚绿的相互识别及应用

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.3.1散射光谱RLS特征

3.3.2条件的优化

3.3.3工作曲线与检出限

3.3.4共存物质的影响

3.4实际样品测定

第四章 苋菜红与甲基紫相互识别的双波长共振光散射光谱研究及其分析应用

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.3.1 RLS光谱特征

4.3.2 比率法双波长的确定

4.3.3反应条件的优化

4.3.4线性范围和检出限

4.3.5共存物质的影响

4.4实际样品测定

第五章 双波长共振光散射比率法测定阳离子表面活性剂溴化十六烷基吡啶

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.3.1散射光谱RLS特征

5.3.2比率法双波长的确定

5.3.3 pH对体系的影响

5.3.4离子强度对体系的影响

5.3.5溴百里酚蓝浓度对体系的影响

5.3.6共存物质干扰实验

5.3.7单/双波长RLS散射法分析参数

5.4分析应用

第六章 化学计量学结合分光光度法同时测定六种农药残留量

6.1引言

6.2实验部分

6.3结果与讨论

6.3.1吸收光谱

6.3.2酸度对吸光度的影响

6.3.3线性范围与检出限

6.3.4共存物质的影响

6.3.5合成样品的测定

6.3.6主因子数的选择

6.4实际样品分析

第七章 全文总结和展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢