橙汁中多菌灵农药残留吸收光谱特征研究

第 ３ ４ 卷 ，第 ３ 期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 ２ ０ １ ４ 年 ３ 月 Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｖｏｌ畅 ３４ ，Ｎｏ畅 ３ ，ｐｐ７２１‐７２４ Ｍ ａｒｃｈ ，２０１４
３ 结果与讨论
３畅 １ 不同浓度多菌灵的紫外‐可见吸收光谱检测 将纯净水与多菌灵农药配成浓度为 ０畅 ２８ ｍｇ · ｍＬ － １ 的
多菌灵标准溶液 。 利用比色皿取 ３ ｍＬ ，用 Ｕ Ｖ３６００ 进行检 测 ，得到不同浓度多菌灵溶液的紫外吸收光谱 。 图 １ 为多菌 灵浓度变化吸收光谱检测结果图 ，１ 到 ５ 分别表示浓度为 ０畅 １４ ，０畅 ０ ７ ，０畅 ０３５ ，１７畅 ５ × １０ － ３ ，８畅 ７５ × １０ － ３ ｍｇ · ｍＬ － １ 。 由图 １ 可以看出 ，多菌灵溶液在 ２８５ ｎｍ 处有较强的特 征吸收峰 ，在 ２７０ ｎｍ 处具有谷值 ，并且从图中可以看出 ，随 多菌灵浓度的增加 ，其特征吸收峰的强度逐渐增大 ，波谷位 置也越来越明显 。
Ａ ＝ Ｋｂｃ
（１）
其中 ，Ａ 是吸光度 ， Ｋ 是摩尔吸收系数 ，ｂ 是吸光物质样
品在光传播方向的长度 ，ｃ 为吸光物质的摩尔浓度［１０］ 。 依据
式（１） ，可以测量含有多菌灵农药残留的橙汁样品的吸收光
谱 ，得到对应于农药特征波长处的吸光度 ，通过建立回归模
型 ，可以得到含有农药残留橙汁中农药残留量的准确值 ，这
１ 基本原理
分子吸收紫外‐可见光区的电磁波而产生的吸收光谱称
紫外‐可 见 吸 收 光 谱 （ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ‐ｖｉｓｉｂｌｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒａ ，
Ｕ Ｖ ／Ｖｉｓ） ，简称紫外光谱 。紫外光谱以吸收波长及吸收强度
得到吸收曲线来表示 ，一般的紫外光谱仪都包括紫外和可见
多菌灵 ，化学名为 Ｎ‐２‐苯并吡唑基氨基甲酸甲酯 。 多菌 灵是一种广谱性杀菌剂 ，干扰病原菌有丝分裂中纺锤体的形
成 ，影响细胞分裂 ，起到杀菌作用 ，对多种作物由真菌（如半 知菌 、多子囊菌）引起的病害具有防治效果 ，广泛用于果树 、 蔬菜 、粮棉和林木病害的防治 ，但它的残留期比较长 ，对哺 乳动物有一定的毒害作用［４］ 。
实验使用浓度 ０畅 ２８ ｍｇ · ｍＬ － １ 的多菌灵溶液 ，逐量添加 到纯度为 １００％ 、稀释倍数为 ２０ 倍的橙汁中 ，使用微型注射 器完成滴定 。 利用日本岛津 Ｕ Ｖ３６００ 紫外‐可见近红外分光 光度计进行检测 ，设置仪器采样间隔 ０畅 ５ ｎｍ ，狭缝宽 ０畅 ２ ｎｍ ，进行快速自动扫描 。
第 ３ 期 光谱学与光谱分析
７２３
为进一步研究吸光度与农药含量之间的相关性 ，分析实 验得到 ２８０ ｎｍ 处橙汁中不同多菌灵含量的吸光度与所对应 的农药浓度（如表 １ 所示） 。
Ｔａｂｌｅ １ Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
作者简介 ：季仁东 ，１９７９ 年生 ，南京航空航天大学博士研究生 ｅ‐ｍａｉｌ ：ｊｒｄｇｘ ｙ ＠ １６３ ．ｃｏ ｍ 倡 通讯联系人 ｅ‐ｍａｉｌ ：ｚｈａｏｚｈｉｍｉｎ ＠ ｎｕａａ畅 ｅｄｕ畅 ｃｎ
７２２
光谱学与光谱分析 第 ３４ 卷
ｏｆ ｃａｒｂｅｎｄａｚｉｍ ｉｎ ｏｒａｎｇｅ ｊｕｉｃｅ
农药浓度 ／（ｍｇ · ｍＬ － １ ） ０畅 ０１７ ５ ０畅 ０３２ ９ ０畅 ０４６ ７ ０畅 ０５８ ９ ０畅 ０７
吸光度
２畅 ５５７ ２畅 ７１３ ２畅 ８５０ ２畅 ９６８ ３畅 ０３３
采用 Ｏｒｉｇｉｎ８畅 ０ 软件对吸光度和农药含量进行线性拟 合 ，结果如图 ３ 所示 ，建立了农药含量与吸光度预测模型函 数 ： Ｉ ＝ ２畅 ４１ ＋ ９畅 ２６ ｘ 。 由关系曲线及相应模型函数可以看 出 ，吸光度与多菌灵含量之间基本呈线性关系 ，相关系数为 ０畅９９６ ，回收率在 ８１％ ～ １０２％ 之间 。 由建立的该回归模型 ， 可以得到橙汁中多菌灵农药残留量的准确值 ，从而验证了利 用紫外‐可见吸收光谱测定橙汁中多菌灵残留量的方法的正 确性 。
收稿日期 ：２０１３‐０５‐２３ ，修订日期 ：２０１３‐０８‐１１
基金项目 ：国家自然科学基金项目 （１０７２２０４３ ） ，国际合作项目 （ＢＺ２０１００６０ ） ，江苏省普通高校研究生科研创新计划项目 （ＣＸＬＸ１２＿０１４３ ） ，南 京航空航天大学博士学位论文创新与创优基金项目 （ＢＣＸＪ１２‐１０ ） ，中央高校基本科研业务费专项资金 、 教育部博士点 （博导类 ）专 项基金项目（２００９３２１８１１００２４ ） ，中国博士 后 基 金 项 目 （２０１３Ｍ ５３１３４６ ）和 江 苏 省 光 谱 成 像 与 智 能 感 知 重 点 实 验 室 开 放 基 金 项 目 （３０９２０１３０１２２００３）资助
４ 结 论
利用紫外吸收光谱对 １００％ 橙汁中多菌灵含量进行检测 实验 ，实验结果发现 ，多菌灵溶液在 ２８５ ｎｍ 处具有较强的 特征吸收峰 。该结果表明 ：可以利用紫外吸收光谱来检测分 析橙汁 中 多 菌 灵 的 含 量 。 通 过 向 橙 汁 中 逐 量 添 加 ０畅 ２８ ｍｇ · ｍＬ － １ 多菌灵标准溶液 ，得到橙汁‐多菌灵混合体系吸收
由图 ２ 可以看出 ，强度较大的吸光度在 ２７０ ～ ２９０ ｎｍ 范 围内 ，随着多菌灵药液含量的增加 ，峰值强度随之增大 ，与 纯多菌灵液相比较 ，其特征吸收峰值位置发生蓝移 （２８５ ～ ２８０ ｎｍ ） ，说明多菌灵与橙汁中成分发生了相互作用 ，该结 果表明 ，可以用紫外特征吸收光谱检测果汁中的农药残留 。 ３畅 ３ 橙汁中多菌灵含量与吸光度建模与分析
橙汁中多菌灵农药残留吸收光谱特征研究
季仁东１ ，２ ，陈梦岚１ ，赵志敏１ ，３ 倡 ，朱星玥１ ，王乐新１ ，刘全金１ ，３
１畅 南京航空航天大学 ，江苏 南京 ２１００１６ ２畅 淮阴工学院 ，江苏 淮安 ２２３００３ ３畅 江苏省光谱成像与智能感知重点实验室 ，江苏 南京 ２１００９４
Ｆｉｇ畅 １ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｃａｒｂｅｎｄａｚｉｍ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎ‐ ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ （ｔｈｅ ｃａｒｂｅｎｄａｚｉｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ０畅 １４ ，０畅 ０７ ，０畅 ０３５ ，１７畅 ５ × １０ － ３ ，８畅 ７５ × １０ － ３ ｍｇ · ｍＬ － １ ｆｒｏｍ ｃｕｒｖｅ １ ｔｏ ５）
３畅 ２ 含多菌灵的橙汁紫外‐可见吸收光谱检测 利用微量量桶量取纯度 １００％ 、 稀释 ２０ 倍的橙汁 ３ ｍＬ
注入比色皿中 ，再取 ０畅 ２８ ｍｇ · ｍＬ － １ 的多菌灵标准溶液 ０畅 ２ ｍＬ ，使用微型注射器对橙汁进行滴定 ，从 ０畅 ２ ｍＬ 开始间隔 ０畅 ２ ｍＬ 逐次加入到橙汁中 ，每次加入后进行充分搅拌 ，使药 液和果汁混合均匀 。用 Ｕ Ｖ３６００ 对溶液进行检测 ，快速自动 扫描 ，利用 Ｏｒｉｇｉｎ 自带低通滤波器 （Ｓａｖｉｔｚｋｙ － Ｇｏｌａｙ 方法 ， 平滑数据点为 ５ ，多项式级数为 ２）对扫描结果进行滤波平滑 处理 ，结果如图 ２ 所示 ，沿箭头指向 １ ～ ６ 分别表示橙汁溶 液 、向橙汁中分别添加多菌灵 ０畅 ２ ，０畅 ６ ，１畅 ０ ，１畅 ４ ，１畅 ８ ｍＬ 后的吸收光谱图 。
一方法为橙汁中多菌灵农药残留的定性和定量检Байду номын сангаас提供了理
论和实验基础 。
２ 实验部分
２畅 １ 仪器 研究所用的吸收光谱检测系统为日本岛津公司生产的
Ｕ Ｖ３６００ 紫外‐可见近红外分光光度计 。 ２畅 ２ 样品
采用纯度 １００％ 的橙汁（大型超市购买）和多菌灵农药以 及纯净水 。 ２畅 ３ 紫外‐可见吸收光谱检测实验方法
光两部分 ，有的可宽至 １９０ ～ １ ０００ ｎｍ ，也有的与近红外或
红外光谱联用［９］ 。
紫外‐可见分光光度法（Ｕ Ｖ‐Ｖｉｓ ）是利用物质的分子或离
子选择性地吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱 ，
对物质进行定性分析 、定量分析 、纯度鉴定及结构分析的方
法 ，物质的吸收光谱满足朗伯 — 比尔定律
Ｆｉｇ畅 ２ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｍｉｘｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒａｎｇｅ ｊｕｉｃｅ ａｎｄ ｃａｒｂｅｎｄａｚｉｍ （１ ：Ｏｒａｎｇｅ ｊｕｉｃｅ ；Ｔｈｅ ｃａｒｂｅｎｄａｚｉｍ ｓｏｌｕ‐ ｔｉｏｎ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ０畅 ２ ， ０畅 ６ ， １畅 ０ ， １畅 ４ ， １畅 ８ ｍＬ ｆｒｏｍ ｃｕｒｖｅ ２ ｔｏ ６）
摘 要 利用分光光度计 ，通过对多菌灵及橙汁‐多菌灵混合体系的紫外‐可见吸收光谱进行研究 ，得到橙汁 中不同农药含量下的吸收光谱特征 ，分析了吸光度与多菌灵农药含量的关系 。研究表明 ：多菌灵药液在 ２８５ ｎｍ 处有较强的特征吸收峰 。通过向橙汁中逐量添加 ０畅 ２８ ｍｇ · ｍＬ － １ 多菌灵标准溶液 ，与纯多菌灵药液吸收 光谱比较 ，发现峰值位置出现了小幅度蓝移 （２８５ ～ ２８０ ｎｍ ） ，说明橙汁和多菌灵发生了相互作用 ，通过对 ２８０ ｎｍ 波长处的吸光度与多菌灵药液含量进行最小二乘法线性拟合 ，建立了橙汁中吸光度与多菌灵农药含 量之间的预测模型 ，发现吸光度与多菌灵药剂含量具有很好的线性关系 ，其线性函数模型为 ： Ｉ ＝ ２畅 ４１ ＋ ９畅 ２６ ｘ ，相关系数为 ０畅 ９９６ ，回收率在 ８１％ ～ １０２％ 之间 。根据该回归模型 ，可以得到橙汁中多菌灵农药残留 量的准确值 ，从而验证了利用紫外‐可见吸收光谱测定橙汁中多菌灵残留量的方法的可行性 。 研究表明 ，利 用光谱技术直接对果汁中农药残留检测方法是可行的 ，能够满足快速分析的需要 ，本研究为农药残留检测 提供了新的途径 。
农药残留检测分析方法有许多种 ，例如基质固相分散‐ 气相色谱法［５］ 、高效液相色谱法［６］ 、 气相或液相色谱 — 质谱 联用法［７］ 以及生化测定法［８］ 等 ，这些方法均存在一些不足之 处 ，如消耗试剂多 、样品前处理过程繁琐等 ，从而无法实现 快速 、无损检测的需要 。 因此 ，开展农药残留快速和无损检 测方法研究 ，具有重要的实际意义 。 基于此 ，利用紫外‐可见 吸收光谱特征分析方法实现对橙汁中多菌灵的残留量进行检 测 ，通过分析多菌灵在橙汁中的光谱特性 ，确定利用紫外‐可 见吸收光谱测定橙汁中多菌灵残留量 ，所提出的方法 ，具有 快速和无损检测的特点 。