表面增强拉曼光谱结合二维相关谱快速检测茶叶中的毒死蜱残留

表面增强拉曼光谱结合二维相关谱快速检测茶叶中的毒死蜱残留

论文摘要

针对茶叶中的农药残留问题,利用表面增强拉曼光谱(SERS)技术结合二维相关光谱法快速检测茶叶中毒死蜱残留。以金纳米为增强基底,采集含不同浓度毒死蜱残留茶叶样本的SERS,利用标准正态变量变换(SNV)对原始拉曼光谱进行预处理,再以毒死蜱浓度为外扰,进行二维相关同步光谱和自相关谱分析,筛选出与毒死蜱浓度变化相关的特征谱峰,利用灰狼算法(GWO)优化支持向量机(SVM)参数,建立茶叶中毒死蜱残留分析模型,并与偏最小二乘(PLS)模型得到的结果进行比较。结果表明:利用二维相关光谱法优选出毒死蜱的14个特征谱峰,所建SVM模型对预测集样本的决定系数R■为0.98,方均根误差为1.32,相对分析误差为6.32,能用于茶叶中毒死蜱残留的实际估测,模型性能优于采用1096 cm-1单个特征谱峰建立的SVM模型和PLS模型。研究结果表明:将二维相关光谱法用于筛选与茶叶中毒死蜱浓度相关的特征谱峰是可行的,为拉曼光谱中特征变量优选提供了新思路;同时也表明,SERS结合二维相关光谱法可以实现茶叶中毒死蜱残留的快速检测,为茶叶农药残留快速检测装置的开发提供了方法支持。

论文目录

  • 1 引 言
  • 2 实验部分
  •   2.1 仪器与试剂
  •   2.2 金纳米增强基底的制备
  •   2.3 样本的制备
  •     2.3.1 毒死蜱标准溶液的配制
  •     2.3.2 含毒死蜱农药残留的茶叶样本的制备
  •     2.3.3 茶叶样本的前处理
  •   2.4 气质联用检测条件
  •   2.5 毒死蜱分子的优化
  •   2.6 表面增强拉曼光谱的采集
  •   2.7 数据分析方法
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 毒死蜱农药分子理论计算与实验谱峰分析
  •   3.2 基于二维相关光谱的茶叶中毒死蜱特征谱峰优选
  •   3.3 基于二维相关光谱优选变量的SVM模型建立
  •   3.4 模型性能比较
  •   3.5 模型准确性和可靠性评价
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 胡潇,吴瑞梅,朱晓宇,刘鹏,熊爱华,黄俊仕,杨普香,熊俊飞,艾施荣

    关键词: 光谱学,表面增强拉曼光谱,二维相关谱法,快速检测,茶叶,毒死蜱

    来源: 光学学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 化学,轻工业手工业

    单位: 江西农业大学计算机与信息工程学院,江西农业大学工学院,江西农业大学食品科学与工程学院,江西蚕桑茶叶研究所

    基金: 国家自然科学基金(31460315),江西省对外科技合作计划(20151BDH80065),江西省茶叶产业技术体系(JXARS-02)

    分类号: O657.37;TS272.7

    页码: 440-449

    总页数: 10

    文件大小: 2052K

    下载量: 346

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