基于光转化-化学发光法的农药残毒快速检测和仪器微型化的研究

农药残毒的研究事关食品安全和大众身体健康，其复杂性对分析检测工作提出了新的挑战。本项目涉及有机磷等农药残毒的光转化-化学发光检测方法、机理研究。检测原理基于课题组的新发现，多种农药经过一定转化后，与氧化剂作用或通过电极反应会引发发光现象。拟通过对单线态氧与各种农药的作用研究，通过实验表征和量子化学计算等手段研究单线态氧与相关物质的反应，建立相应的化学发光或电致发光检测方法，实现与分离方法的联用。在此基础上，运用发展迅速的单片机技术，实现微型化。由于光电转换部分的电信号十分微弱，将存在很大的非线性，运用数据融合等处理方法，对所检测的数据进行辨识优化，提高检测数据的可靠性。本项目的研究成果不仅可以建立快速检测农药残毒的新方法，同时将为研制微型化仪器提供理论依据。本项研究涉及化学、农药学、食品科学及计算机领域的知识和研究手段，是一项跨学科的应用理论课题，具有重要的理论意义和实际应用价值。

本项目对化学反应过程中的化学发光现象进行了深入研究，并将其用于化学发光分析法中，具有仪器简单、操作方便，灵敏高度等优点，同时将化学发光分析法与流动注射相结合，建立了一种痕量和超痕量分析技术，实现了快速测量。在研究过程中，进一步将紫外线照射与化学发光分析法相结合，通过光诱导化学发光法能够进一步降低方法的检出限，拓展了化学发光分析法的应用范围。将紫外光诱导化学发光分析法用于农药检测，并显示出极大潜力。. 设计的农药残留检测仪属于典型的微弱信号采集处理系统，噪声和干扰的存在对采集得到的浓度数据有很大的影响。因此，运用现代数学方法和计算机技术，对获得的信息进行分析处理。采用多种数据融合算法对检测得到的浓度数据进行处理，最终利用所设计的农药残毒快速检测系统对多种有机农药分析液进行实际的检测实验，得到对应浓度的光强信号，建立了光强、电压与农药残留浓度之间的关系。. 围绕以上研究内容，本课题已经发表相关研究论文近30篇，其中SCI和EI论文6篇，CSCD核心论文10多篇，授权实用新型专利“便携式农药残毒光电快速检测仪”1项，指导第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛并获得三等奖1项，在该课题研究方向上培养博士研究生2名，硕士研究生5名。