以同种失活酶作参比的农药残留酶法检测方法及其装置

摘要

本发明涉及一种农药残留检测方法及装置。方法为：首先使比色皿架达到恒温状态，样品溶液分别置于各注入有活性酶、无活性酶、底物和显色液的反应室和参考室中，搅拌，光源照射，经反应室和参考室所透射的光信号由光敏管接收，经信号处理，测出农药残留量。装置包括：光源、包括反应室、参考室和存放槽的恒温比色皿架、光敏管及信号处理装置等。信号处理装置由单片机组成和或由差动放大器、比较器和分级声光报警器组成两种。优点是：检测步骤简单、成本低，可用于现场快速检测。

说明书

技术领域

本发明涉及一种以同种失活酶作参比的农药残留酶法检测方法及其装置。

背景技术

有机磷农药是目前普遍使用的农药，有机磷农药在动物体内的蓄积性小，具有降解快和残留低的特点，但是有机磷农药在植物食品中残留量较高，尤其是水果和蔬菜最易吸收有机磷，具有较强的急性毒性，一般规定在收获前若干天内应禁止施用，然而不法果农、菜农在蔬菜、水果销售前大量喷施农药，是造成消费者食用时产生急性毒性的主要原因。要预防农药残留量超标的农产品上市，严禁农药超标农产品的出售的重要手段之一就是经常的、形成制度化的对上市农产品进行检测。目前检测农药残留量最常用的是气相色谱法和高效液相色谱法，需要几天时间。这中常规的检测方法存在测试步骤繁杂、费时费力、需要专业人员操作，检测成本高等缺点，不能用于现场检测和快速检测。近年来，国际上虽有有关论文发表，但未见有可供实施的方法和装置。

发明内容

本发明的目的为了快速检测有机磷农药在植物食品中的残留量，提供可供实施的以同种失活酶作参比的农药残留酶法检测方法及其装置。

酶能催化其底物分解，水解产物可能本身有颜色，或无色水解产物与某种显色剂发生反应生成有色物质，水解产物的多少可以通过颜色的深浅来判定。判定颜色的深浅变化可以用参比法来实现。酶催化反应对温度十分敏感，反应时应控制反应温度，利用参比法并对反应液进行恒温控制的农药残留检测方法其步骤为：

1、使恒温比色皿架达到恒温状态，将用底物配备的基液、显示液和缓冲液移入恒温存放槽，使其达到恒温状态；

2、待测样品经加工成汁、过滤等处理后的溶液分别置于注入有活酶、底物和显色液的反应室和注入有失去活性的酶、底物和显色液的参考室中；

3、搅拌；

4、由单波长的光源同时对比色皿中反应室和参考室照射；

5、经过反应室和参考室所透射的光信号由光敏管接收，信号经放大、处理，根据内含活酶的样品反应室和内含失活酶的参考室的吸光度比较检测农药的残留量。

为实现上述方法而设计的装置包括：光源、由反应室、参考室、存放槽及半导体制冷器组成的恒温比色皿架、风扇、光敏管及信号处理装置。信号处理装置由放大器、A/D转换器、单片机、打印机、显示器、键盘、分级声光报警器组成。信号处理装置还可是一个由差动放大器、比较器和声光发生器相连接组成的分级声光报警器。

本方法及装置的优点是：检测步骤简单、省时省力、检测成本低，可用现场快速检测。

附图说明

图1为以同种失活酶作参比的农药残留酶法检测装置原理图；

图2为分级声光报警器原理图

图3为反应室/参考室结构示意图；

图4为比色皿恒温控制器结构示意图。

具体实施方式

本方法所采用的装置由图1、2所示，包括光源1、由反应室2、参考室3、存放槽13、14、15组成的恒温比色皿架16、风扇4、光敏管5及信号处理装置，信号处理装置为由放大器6、A/D转换器7、单片机8、打印机9、显示器10、键盘11、分级声光报警器12组成。信号处理装置还可为一个由差动放大器17、比较器18和由发声器20和发光二极管21组成的声光发生器相连接而组成的分级声光报警器。光源1由发光二极管组成双光路，相同波长的两路光同时通过反应室2和参考室3。由图3所示，反应室2/参考室3下面置有微型磁力搅拌器22，搅拌子23置于反应室2/参考室3中，起到对反应室/参考室比色皿中液体搅拌的目的，搅拌时间由键盘设定。为使检测时比色皿架达到恒温，设计的比色皿架如图4所示，它包括热电制冷/加热器25、散热片26、光学玻璃隔离片27、保温材料28、底板29和温度传感器30。由热导电率高的材料如铝合金、不锈钢制成的比色皿内架24与热电制冷/加热器25直接接触，温度传感器30置于内架的底部。热电制冷/加热器的工作原理是基于珀尔帖效应：当直流电通过两种不同导电材料构成的导电材料构成的回路时，接点上将产生吸热或放热现象。当温度高于设定温度时，内架需要降温，此时，半导体制冷器应工作在制冷状态，与内架接触的端面为冷端，而与散热器接触的端面为热端。而当内架温度低于设定温度时，需要加热，此时与内架接触的端面为热端，而与散热器接触的端面为冷端。改变流过热电制冷器的电流方向，就可实现制冷/加热转换。

本发明的方法是通过上述装置来实现的：首先使比色皿架达到恒温状态，待测样品经打成汁、过滤等处理后的溶液分别置于注入有活酶、底物和显色液的反应室2和注入有失去活性的酶、底物和显色液的参考室3中；通过反应室2/参考室3下面置有的微型磁力搅拌器20短时间搅拌，如5秒钟；由单波长的光源1同时对比色皿中反应室2和参考室3照射；经过反应室2和参考室3所透射的光信号由光敏管5接收，检测到的信号放大后至信号处理装置处理，本发明对检测结果设计了两种处理方案：一种是如图1所示，光电信号经单片机7处理后，在显示器9上显示和通过微型打印机8打印输出；并同时通过分级声光报警11报警。另一种未用单片机，不具有显示器和打印输出。如图2所示，两个光电传感器5的输出信号与差动放大器17相连，差动放大器的输出与三比较器18相连，比较器的另一端19为不同的标准输入。据检测结果，分别点亮红、黄、绿三只发光二极管21，以提示农药是否超标和超标的程度，同时也激活相应的发声器20，三个发声器具有不同的音频或用语言“严重超标、超标、合格”提示。这样，根据内含活酶的样品反应室和内含失活酶的参考室的吸光度比较，检测出农药的残留量。反应室/参考室中所用的酶可以采用酶粉、酶片或固化酶，酶的来源是胆碱酯酶、植物酶或有机磷水解酶。