一种利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测方法与流程

本发明是一种利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测方法，属于金属电化学微观测试处理
技术领域：
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背景技术：
：近年来，由于人们缺乏安全使用农药的意识和相关知识，农药的超剂量和超范围使用，特别是高毒高残留农药的使用，以及不按安全间隔期进行采收等，致使部分农产品农药残留严重，农药的持续开发和大规模超量使用导致由此产生的公众食品安全和生态环境事件频发，农药残留检测成为当前广泛关注的问题。同时农药残留超标也会影响农产品的贸易，世界各国对农药残留问题高度重视，对各种农副产品中农药残留都规定了越来越严格的限量标准。目前农药残留快速检测方法种类繁多，主要有生化测定法和色谱检测法，其中生化测定法中的酶抑制率法由于具有快速、灵敏、操作简便、成本低廉等特点，被列为国家推荐标准方法（gb/t5009.1992003），已成为对果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留进行现场快速定性初筛检测的主流技术之一，得到越来越多的应用。本发明采用黄铜丝束电极对农作物表面残留的农药进行分析测试，利用电化学测试来表征残留农药在农作物上含量的浓度，以此作为一种新的评价农作物表面残留农药的手段。目前对利用丝束电极作为检测农副产品表面的残留农药的研究鲜有报道，本次测试采用的为cst520阵列电极电位电流扫描仪，采用10×10阵列（丝束）电极（wirebeamelectrode，wbe）来模拟试样表面，通过自动扫描wbe表面的电位/电流分布，可得到在溶液下的电极电位及偶接电流分布，从而表征农作物表面残留农药含量的浓度。技术实现要素：本发明是一种利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测方法，通过对比不同ppm浓度的农药（联苯菊酯）来判断农作物表面农药残留含量的浓度。其优点在于利用黄铜丝束电极作为探针来检测溶液体系中的残留农药含量的浓度，相比于传统电极不仅能够能提供总体电化学参数，还能测试不同位置电位、电流密度分布及差异等信息，同时丝束电极具有制备方便，测试简单的优点。传统检测农作物表面残留农药不仅耗时、费用高，且测试方法复杂。本发明基于农作物表面残留农药的检测，能够有效的评价果蔬农作物的安全性。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测方法，其特征在于包括如下步骤：a.选取直径相同的黄铜为试验材料，单丝尺寸为φ1.6*30mm，分别对金属丝进行预处理，每根金属丝的一个端面与彩排线钎焊相连，裸露部分用绝缘材料进行封装；b.将上述步骤a中制备的金属丝进行紧密排列，按照10×10阵列排布插入点阵列中，每根金属丝间距不小于1mm，利用环氧树脂与固化剂比例为5:1浇筑。待成型固化后，再依次采用400#、800#、1200#、2000#号金相砂纸逐级对金属丝阵列的工作端面进行打磨，再利用无水乙醇和蒸馏水对金属丝阵列的工作端进行清洗、干燥；得到洁净干燥的丝束电极待用再用氧化锆抛光布进行抛光，最终得到在肉眼观察下表面近乎镜面的丝束电极；c.选取50.00g蔬菜样本，保证蔬菜样本表面清洁，无泥土或者杂物附着，使用剪刀将其剪碎，大小约为1cm，得到碎片状的蔬菜样本；把经过处理的50.00g蔬菜样本放入食物料理机中粉碎，将制得的匀浆液用滤纸过滤，得到过滤液；取过滤液放入离心机中，加入50ml的丙酮，高速离心机工作15min后，加入5wt.%na2so4溶液，以6000r/min离心10min后，静置2min，取上清液备用；d.取上述步骤c中20ml上清液和适量的联苯菊酯，配制成浓度为0~200ppm含联苯菊酯的复合溶液，将上述步骤b中制备的黄铜丝束电极放入复合溶液中测试，测试仪器为cst520阵列电极电位电流扫描仪，参比电极为饱和甘汞电极，整个测试过程在室温下测试；将金属丝端面浸入复合溶液中，并观察电极表面的电位电流变化情况，记录并观察现象。优选的是，步骤a中黄铜为黄铜h62。优选的是，步骤a中对金属丝进行预处理具体为：先金属丝进行除锈清洗，并调节绷直单丝的预紧力；然后分别用400#、800#、1200#、2000#金相砂纸依次对金属丝进行打磨；再利用丙酮和乙醇对金属丝进行清洗。优选的是，在步骤a中钎焊时需在高倍镜下观测钎焊部分有没有孔洞及裂纹，以及用力拉扯彩排线与金属丝，以保证钎焊部分结构致密。优选的是，步骤b丝束电极制作时，每个电极之间不得接触，环氧树脂浇筑时不得有气泡等缺陷。优选的是，步骤d黄铜丝束电极电化学测试在室温下进行。优选的是，步骤d测试过程中，工作电极与参比电极之间的距离和参比电极与对电极之间的距离保持一样，且在同一水平面上进行。本发明通过黄铜丝束电极对农作物表面农药残留进行电化学测试，然后再和事先对不同ppm浓度的农药（联苯菊酯）电化学测试数据进行对比，从而判断出农作物表面农药残留含量的浓度。其优点在于利用黄铜丝束电极作为探针来检测溶液体系中的残留农药含量的浓度，相比于传统电极不仅能够能提供总体电化学参数，还能测试不同位置电位、电流密度分布及差异等信息，同时黄铜丝束电极具有制备方便，测试方法简单，能快速得到农作物表面残留农药的浓度，能够有效的评价果蔬农作物的安全性。附图说明图1是平均电位时间图；图2是平均电流时间图；图3是电位标准差图；图4是电流标准差图。具体实施方式以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：实施例1：a.选取直径相同的黄铜（h62）为试验材料，单丝尺寸为φ1.6*30mm，分别对金属丝进行除锈清洗，并调节绷直单丝的预紧力，然后分别用400#、800#、1200#、2000#金相砂纸依次对金属丝进行打磨，再利用丙酮和乙醇对金属丝进行清洗，每根金属丝的一个端面与彩排线钎焊相连，裸露部分用绝缘材料进行封装；为使得钎焊部分结构致密，需在对钎焊部分在高倍镜下观测有没有孔洞及裂纹，以及用力拉扯彩排线与金属丝以保证钎焊部分结构致密；b.将上述步骤a中制备的金属丝进行紧密排列，按照10×10阵列排布插入点阵列中，每根金属丝间距不小于1mm，利用环氧树脂与固化剂比例为5:1浇筑。待成型固化后，再依次采用400#、800#、1200#、2000#号金相砂纸逐级对金属丝阵列的工作端面进行打磨，再利用无水乙醇和蒸馏水对金属丝阵列的工作端进行清洗、干燥。得到洁净干燥的丝束电极待用，再用氧化锆抛光布进行抛光，最终得到在肉眼观察下表面近乎镜面的丝束电极。c.选取50.00g蔬菜样本，保证蔬菜样本表面清洁，无泥土或者杂物附着，使用剪刀将其剪碎，大小约为1cm，得到碎片状的蔬菜样本。把经过处理的50.00g蔬菜样本放入食物料理机中粉碎，将制得的匀浆液用滤纸过滤，得到过滤液。取过滤液放入离心机中，加入50ml的丙酮，高速离心机工作15min后，加入5wt.%na2so4溶液，以6000r/min离心10min后，静置2min，取上清液备用。d.取上述步骤c中20ml上清液和0ml的联苯菊酯，配制成浓度为0ppm不含联苯菊酯的复合溶液，作为对照组。将上述步骤b中制备的黄铜丝束电极放入复合溶液中测试，测试仪器为cst520阵列电极电位电流扫描仪，参比电极为饱和甘汞电极，整个测试过程在室温下测试。将金属丝端面浸入复合溶液中，并观察电极表面的电位电流变化情况，记录并观察现象。本实施例利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测，适用于常见的果蔬农作物，通过利用cst520阵列电极电位电流扫描仪得到电极表面的电位电流图，能够清晰、精确的表征农作物表面农药残留含量的浓度。实施例2：a.选取直径相同的黄铜（h62）为试验材料，单丝尺寸为φ1.6*30mm，分别对金属丝进行除锈清洗，并调节绷直单丝的预紧力，然后分别用400#、800#、1200#、2000#金相砂纸依次对金属丝进行打磨，再利用丙酮和乙醇对金属丝进行清洗，每根金属丝的一个端面与彩排线钎焊相连，裸露部分用绝缘材料进行封装；为使得钎焊部分结构致密，需在对钎焊部分在高倍镜下观测有没有孔洞及裂纹，以及用力拉扯彩排线与金属丝以保证钎焊部分结构致密；b.将上述步骤a中制备的金属丝进行紧密排列，按照10×10阵列排布插入点阵列中，每根金属丝间距不小于1mm，利用环氧树脂与固化剂比例为5:1浇筑。待成型固化后，再依次采用400#、800#、1200#、2000#号金相砂纸逐级对金属丝阵列的工作端面进行打磨，再利用无水乙醇和蒸馏水对金属丝阵列的工作端进行清洗、干燥。得到洁净干燥的丝束电极待用，再用氧化锆抛光布进行抛光，最终得到在肉眼观察下表面近乎镜面的丝束电极。c.选取50.00g蔬菜样本，保证蔬菜样本表面清洁，无泥土或者杂物附着，使用剪刀将其剪碎，大小约为1cm，得到碎片状的蔬菜样本。把经过处理的50.00g蔬菜样本放入食物料理机中粉碎，将制得的匀浆液用滤纸过滤，得到过滤液。取过滤液放入离心机中，加入50ml的丙酮，高速离心机工作15min后，加入5wt.%na2so4溶液，以6000r/min离心10min后，静置2min，取上清液备用。d.取上述步骤c中20ml上清液和适量的联苯菊酯，配制成浓度为10ppm含联苯菊酯的复合溶液，将上述步骤b中制备的黄铜丝束电极放入复合溶液中测试，测试仪器为cst520阵列电极电位电流扫描仪，参比电极为饱和甘汞电极，整个测试过程在室温下测试。将金属丝端面浸入复合溶液中，并观察电极表面的电位电流变化情况，记录并观察现象。本实施例利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测，适用于常见的果蔬农作物，通过利用cst520阵列电极电位电流扫描仪得到电极表面的电位电流图，能够清晰、精确的表征农作物表面农药残留含量的浓度。实施例3：a.选取直径相同的黄铜（h62）为试验材料，单丝尺寸为φ1.6*30mm，分别对金属丝进行除锈清洗，并调节绷直单丝的预紧力，然后分别用400#、800#、1200#、2000#金相砂纸依次对金属丝进行打磨，再利用丙酮和乙醇对金属丝进行清洗，每根金属丝的一个端面与彩排线钎焊相连，裸露部分用绝缘材料进行封装；为使得钎焊部分结构致密，需在对钎焊部分在高倍镜下观测有没有孔洞及裂纹，以及用力拉扯彩排线与金属丝以保证钎焊部分结构致密；b.将上述步骤a中制备的金属丝进行紧密排列，按照10×10阵列排布插入点阵列中，每根金属丝间距不小于1mm，利用环氧树脂与固化剂比例为5:1浇筑。待成型固化后，再依次采用400#、800#、1200#、2000#号金相砂纸逐级对金属丝阵列的工作端面进行打磨，再利用无水乙醇和蒸馏水对金属丝阵列的工作端进行清洗、干燥。得到洁净干燥的丝束电极待用，再用氧化锆抛光布进行抛光，最终得到在肉眼观察下表面近乎镜面的丝束电极。c.选取50.00g蔬菜样本，保证蔬菜样本表面清洁，无泥土或者杂物附着，使用剪刀将其剪碎，大小约为1cm，得到碎片状的蔬菜样本。把经过处理的50.00g蔬菜样本放入食物料理机中粉碎，将制得的匀浆液用滤纸过滤，得到过滤液。取过滤液放入离心机中，加入50ml的丙酮，高速离心机工作15min后，加入5wt.%na2so4溶液，以6000r/min离心10min后，静置2min，取上清液备用。d.取上述步骤c中20ml上清液和适量的联苯菊酯，配制成浓度为50ppm含联苯菊酯的复合溶液，将上述步骤b中制备的黄铜丝束电极放入复合溶液中测试，测试仪器为cst520阵列电极电位电流扫描仪，参比电极为饱和甘汞电极，整个测试过程在室温下测试。将金属丝端面浸入复合溶液中，并观察电极表面的电位电流变化情况，记录并观察现象。本实施例利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测，适用于常见的果蔬农作物，通过利用cst520阵列电极电位电流扫描仪得到电极表面的电位电流图，能够清晰、精确的表征农作物表面农药残留含量的浓度。实施例4：a.选取直径相同的黄铜（h62）为试验材料，单丝尺寸为φ1.6*30mm，分别对金属丝进行除锈清洗，并调节绷直单丝的预紧力，然后分别用400#、800#、1200#、2000#金相砂纸依次对金属丝进行打磨，再利用丙酮和乙醇对金属丝进行清洗，每根金属丝的一个端面与彩排线钎焊相连，裸露部分用绝缘材料进行封装；为使得钎焊部分结构致密，需在对钎焊部分在高倍镜下观测有没有孔洞及裂纹，以及用力拉扯彩排线与金属丝以保证钎焊部分结构致密；b.将上述步骤a中制备的金属丝进行紧密排列，按照10×10阵列排布插入点阵列中，每根金属丝间距不小于1mm，利用环氧树脂与固化剂比例为5:1浇筑。待成型固化后，再依次采用400#、800#、1200#、2000#号金相砂纸逐级对金属丝阵列的工作端面进行打磨，再利用无水乙醇和蒸馏水对金属丝阵列的工作端进行清洗、干燥。得到洁净干燥的丝束电极待用，再用氧化锆抛光布进行抛光，最终得到在肉眼观察下表面近乎镜面的丝束电极。c.选取50.00g蔬菜样本，保证蔬菜样本表面清洁，无泥土或者杂物附着，使用剪刀将其剪碎，大小约为1cm，得到碎片状的蔬菜样本。把经过处理的50.00g蔬菜样本放入食物料理机中粉碎，将制得的匀浆液用滤纸过滤，得到过滤液。取过滤液放入离心机中，加入50ml的丙酮，高速离心机工作15min后，加入5wt.%na2so4溶液，以6000r/min离心10min后，静置2min，取上清液备用。d.取上述步骤c中20ml上清液和适量的联苯菊酯，配制成浓度为100ppm含联苯菊酯的复合溶液，将上述步骤b中制备的黄铜丝束电极放入复合溶液中测试，测试仪器为cst520阵列电极电位电流扫描仪，参比电极为饱和甘汞电极，整个测试过程在室温下测试。将金属丝端面浸入复合溶液中，并观察电极表面的电位电流变化情况，记录并观察现象。本实施例利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测，适用于常见的果蔬农作物，通过利用cst520阵列电极电位电流扫描仪得到电极表面的电位电流图，能够清晰、精确的表征农作物表面农药残留含量的浓度。实施例5：a.选取直径相同的黄铜（h62）为试验材料，单丝尺寸为φ1.6*30mm，分别对金属丝进行除锈清洗，并调节绷直单丝的预紧力，然后分别用400#、800#、1200#、2000#金相砂纸依次对金属丝进行打磨，再利用丙酮和乙醇对金属丝进行清洗，每根金属丝的一个端面与彩排线钎焊相连，裸露部分用绝缘材料进行封装；为使得钎焊部分结构致密，需在对钎焊部分在高倍镜下观测有没有孔洞及裂纹，以及用力拉扯彩排线与金属丝以保证钎焊部分结构致密；b.将上述步骤a中制备的金属丝进行紧密排列，按照10×10阵列排布插入点阵列中，每根金属丝间距不小于1mm，利用环氧树脂与固化剂比例为5:1浇筑。待成型固化后，再依次采用400#、800#、1200#、2000#号金相砂纸逐级对金属丝阵列的工作端面进行打磨，再利用无水乙醇和蒸馏水对金属丝阵列的工作端进行清洗、干燥。得到洁净干燥的丝束电极待用，再用氧化锆抛光布进行抛光，最终得到在肉眼观察下表面近乎镜面的丝束电极。c.选取50.00g蔬菜样本，保证蔬菜样本表面清洁，无泥土或者杂物附着，使用剪刀将其剪碎，大小约为1cm，得到碎片状的蔬菜样本。把经过处理的50.00g蔬菜样本放入食物料理机中粉碎，将制得的匀浆液用滤纸过滤，得到过滤液。取过滤液放入离心机中，加入50ml的丙酮，高速离心机工作15min后，加入5wt.%na2so4溶液，以6000r/min离心10min后，静置2min，取上清液备用。d.取上述步骤c中20ml上清液和适量的联苯菊酯，配制成浓度为200ppm含联苯菊酯的复合溶液，将上述步骤b中制备的黄铜丝束电极放入复合溶液中测试，测试仪器为cst520阵列电极电位电流扫描仪，参比电极为饱和甘汞电极，整个测试过程在室温下测试。将金属丝端面浸入复合溶液中，并观察电极表面的电位电流变化情况，记录并观察现象。本实施例利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测，适用于常见的果蔬农作物，通过利用cst520阵列电极电位电流扫描仪得到电极表面的电位电流图，能够清晰、精确的表征农作物表面农药残留含量的浓度。结果分析：上述实施例实验测试分析的结果如图1~图4所示，图1是平均电位时间图；图2是平均电流时间图；图3是电位标准差图；图4是电流标准差图。测试结果表分析如下表1所示。表1：电化学检测数据分析实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5农药浓度（ppm）01050100200初始平均电流/a0.7*10-101.0*10-101.9*10-100.9*10-10-0.2*10-10初始平均电位/v-0.1357-0.1498-0.1542-0.1599-0.1458电位标准差/v0.03950.04370.04480.05720.0281电流标准差/a4.3*10-83.7*10-84.1*10-87.9*10-85.7*10-8本发明上述实施例提供了一种利用黄铜丝束电极对农作物表面农药残留的检测方法，利用cst520阵列电极电位电流扫描仪检测电极表面的电位/电流情况，来表征农作物表面农药残留含量的浓度。通过上述电化学测试数据可知，随着复合溶液中农药ppm浓度的加入，平均电流与平均电位均发生变化。测试初期，不加农药的复合溶液均比加了农药的复合溶液电位更正，随着测试时间增加，表现出稳定的线性规律，从电位电流标准差图也可知，含有农药的复合溶液中电极表面电位电流标准差均大于没有农药的复合溶液。通过对比不同ppm浓度的农药，平均电位与平均电流表现出规律性，因此，可以从平均电流与平均电位以及电位电流标准差测试数据中来判断农作物表面的残留农药含量的浓度，进一步达到保障农作物食品安全。上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明利用丝束电极检测农作物农药残余的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。当前第1页12