【導(dǎo)讀】技術(shù)、液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等。這些方法雖然測(cè)量準(zhǔn)確但存在樣品前處理過程繁瑣、消耗試劑、耗時(shí)長等缺點(diǎn)，不能滿足快速、綠色檢測(cè)的需要。光電檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)靈敏度高、取樣量少、快。本文結(jié)合化學(xué)發(fā)光法和光電檢測(cè)技術(shù)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)光電檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)藥殘留物進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究。

　　

【正文】 收地址，只有當(dāng)接收到本機(jī)的地址碼時(shí)，才回送本機(jī)地址給 PC 機(jī)，以作為應(yīng)答信號(hào)。然后設(shè)置為產(chǎn)生數(shù)據(jù)方式，以便開始傳送數(shù)據(jù)。其通信數(shù)據(jù)的約定要與 PC 機(jī)一致，即以什么樣的數(shù)據(jù)位結(jié)束標(biāo)識(shí)，多少位數(shù)據(jù)位一個(gè)數(shù)據(jù)塊或多少位數(shù)據(jù)進(jìn)行一次累加和校驗(yàn)。校驗(yàn)回送碼為00H 時(shí)表示發(fā)送正確， OFFH 為錯(cuò)誤，需要重發(fā)。下面給出單片機(jī)查詢方式通信的主程序。其程序框圖如圖 18 所示。 6 光電檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究 利用所設(shè)計(jì)的農(nóng)藥殘留光電檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)藥樣品進(jìn)行實(shí)際的檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)，根據(jù)得到的電壓數(shù)據(jù)，建立起農(nóng)藥殘留濃度與光強(qiáng) (電壓 )的數(shù)學(xué)模型，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)系統(tǒng)的可行性 [16]。 圖 17 PC 機(jī)與單片機(jī)通訊主程序框圖 Fig 17 Communication Main Program Block Diagram of PC and Singlechip 測(cè)量原理 本系統(tǒng)農(nóng)藥殘留的檢測(cè)原理是 :乙酞膽堿酷酶對(duì)魯米諾 過氧化氫化學(xué)發(fā)光體系有催化作用，其經(jīng)由有機(jī)磷農(nóng)藥 (例如敵百蟲 )抑制后會(huì)導(dǎo)致魯米諾 過氧化氫 乙酞膽堿酷酶體系的化學(xué)發(fā)光信號(hào)降低，基于此可對(duì) 有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)。 魯米諾 過氧化氫發(fā)光體系 :魯米諾在堿性溶液中可被過氧化氫氧化而處于激發(fā)態(tài)，當(dāng)激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)發(fā)光，最大波長為 425nm。 測(cè)量出的敵百蟲檢出限應(yīng)低于食品衛(wèi)生敵百蟲含量國家標(biāo)準(zhǔn) 。 測(cè)量實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)試劑 魯米諾儲(chǔ)備液 :sigma 公司購買，稱 的魯米諾溶解于 200mL 水中，加入 4g的氫氧化鈉，搖勻，定容到 l000mL，避光一周后使用。 魯米諾工作液 :吸取 50mL 儲(chǔ)備液于 500mL 的容量瓶中，加入 200mL 的水， 的氫氧化鈉，定容到 500mL，搖勻，避光兩天后使用。 圖 18 從機(jī)通訊主程序 Fig 18 Communication Main Program of Slave 敵百蟲儲(chǔ)備液 (100mg/L):sigma 公司購買，溶于酒精中配置，冰箱中 20 攝氏度保存。敵百蟲工作液 :配備不同濃度的敵百蟲工作液 (0， ， ，,， ,， ， ， ,)，冰箱中 4攝氏度保存。 過氧化氫儲(chǔ)備液 (%):吸取 的分析純的過氧化氫用水定容到 100mL，搖勻，冰箱中 4攝氏度保存。過氧化氫工作液 (十萬分之一濃度 ):吸取 的 %過氧化氫儲(chǔ)備液用水定容到 100mL，避光，冰箱中 4 攝氏度保存。 (2)測(cè)定方法 打開電源給系統(tǒng)預(yù)熱，為消除光電二極管暗電流的影響，進(jìn)行系統(tǒng)電壓調(diào)零。調(diào)零完成后，將魯米諾 過氧化氫體系 3mL 加入石英杯中，將配置好的不同劑量的敵百蟲溶液 2mL 注入到裝有魯米諾 過氧化氫體系的石英杯中，測(cè)出光強(qiáng) (電壓 )變化。其測(cè)量結(jié)果如表 l 所示。 根據(jù)已測(cè)數(shù)據(jù)，用最小二乘法進(jìn)行處理，其關(guān)系趨勢(shì) 圖如下圖 19 所示。由圖可以看出，曲線在 ，即最低檢出限為 ，呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系。 表 1 濃度與光強(qiáng)（電壓） Table 1 Density and Light Intensity(Voltage) 濃度（ mg/L） 0 電壓（ v） 圖 19 濃度電壓趨勢(shì)圖 Fig 19 Trend Chart of Density and Voltage 誤差分析 取一組不同濃度的敵百蟲溶液 (， ,， )，用檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)其檢測(cè)得到一組測(cè)量濃度。將他們進(jìn)行對(duì)比并做誤差分析。數(shù)值如表 2所示： 表 2 濃度對(duì)比表 Table 2 Density Comparison Table 電壓（ v） 濃度 （ mg/L） 測(cè)量濃度(mg/L) 相對(duì)誤差 % % % % % 注 :相對(duì)誤差 =|測(cè)量值 真實(shí)值 |/真實(shí)值 由此可以看出 :在接近食品衛(wèi)生敵百蟲含量國家標(biāo)準(zhǔn) ()的低濃度范圍內(nèi)，測(cè)量誤差偏大，靈敏度較低，這可能是因?yàn)楣怆姸O管中的暗電流和系統(tǒng)中的噪聲影響造成的。同類型的實(shí)驗(yàn)中采用光電倍增管靈敏度較高，檢出限低于國家標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)數(shù)量級(jí)，這是本系統(tǒng)的改進(jìn)方向 [17]。 小結(jié) 本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的農(nóng)藥檢出限達(dá)到 ，基本上能夠達(dá)到食品衛(wèi)生農(nóng)藥含量國家標(biāo)準(zhǔn)。但精度和靈敏度都不是太高，尤其在低濃度范圍內(nèi)，線性較差，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)。如選擇光敏性更好的光敏器件，并利用光纖進(jìn)行傳導(dǎo)，檢測(cè)精度將得到數(shù)量級(jí)的提高，而在數(shù)據(jù)采集上可以考慮使用數(shù)據(jù)采集卡，這是本系統(tǒng)以后的研究方向。 7 結(jié)論 本文針對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)需要的現(xiàn)狀，應(yīng)用化學(xué)發(fā)光與光電檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了一種光電檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。闡 述了光電檢測(cè)系統(tǒng)理論，利用設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)藥殘留濃度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 主要工作如下： (1)綜述了農(nóng)藥殘留殘留檢測(cè)技術(shù)及光電檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。從農(nóng)藥殘留的危害著手，闡述了農(nóng)藥殘留實(shí)時(shí)快速檢測(cè)的必要性，并說明了用光電檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)的必要性和意義。 (2)設(shè)計(jì)了農(nóng)藥殘留的光電快速檢測(cè)儀器，從噪聲方面考慮，選擇了低噪聲、暗電流隊(duì)級(jí)的光電二極管和低噪聲的運(yùn)算放大器 。同時(shí)電路設(shè)計(jì)也主要考慮了噪聲因素，進(jìn)行了濾除噪聲信號(hào)方面的處理。 (3)對(duì)敵百蟲進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，濃度在 ，靈敏度較高、線性度較好 。系統(tǒng)能夠檢測(cè)到的敵百蟲最低檢出限達(dá) 一步需要研究的問題： (1)系統(tǒng)測(cè)出的最低檢出限基本達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)，但在低濃度范圍內(nèi)靈敏度和線性度都較差；這表明系統(tǒng)中還存在噪聲信號(hào)的影響，電路在低噪聲設(shè)計(jì)上還應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)。 (2)目前本系統(tǒng)還局限在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行農(nóng)藥殘留的研究，還不具備現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)試的能力。根據(jù)本文的研究情況，還有一些問題有待進(jìn)一步研究； (1)本文針對(duì)的是一種農(nóng)藥殘留物與化學(xué)發(fā)光物的光強(qiáng)檢測(cè)，要進(jìn)一步研究多種化學(xué)發(fā)光物與多種農(nóng)藥的發(fā)光反應(yīng)； (2)本文采用的化學(xué)發(fā)光法是用魯米諾 過氧化氫體系，以后可以考慮用其他發(fā)光體系進(jìn)行研究； (3)可以選用精度更高的光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，同時(shí)用光纖進(jìn)行光信號(hào)傳輸，數(shù)據(jù)采集部分也可以選用數(shù)據(jù)采集卡 [18]； (4)從實(shí)際應(yīng)用考慮，檢測(cè)儀器應(yīng)當(dāng)朝集成化和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方面進(jìn)一步研究。 參考文獻(xiàn) [1] 王忠東 .基于熒光機(jī)理的光纖農(nóng)藥殘留測(cè)量系統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究 [D]燕山大學(xué)， 20xx， 10:12. 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