杀虫剂是用于杀死损伤作物的害虫,包括昆虫,啮齿动物,真菌和不需要的植物(杂草)的毒品化合物。此外,它们也用于公共卫生,杀死疾病的载体,如蚊子。由于它们对其他生物构成的潜在毒性,包括人类,杀虫剂需要安全地使用和正确地处理杀虫剂1.
农药分析的质量控制
暴露于杀虫剂可能是由与他们的工作,在家里或花园中的工作,例如通过受污染的食物。世卫组织评论证据,发展国际接受的最大残留限值,以保护人们免受杀虫剂造成的潜在健康危害。2
反相高效液相色谱(HPLC)通常用于估计农药中有效成分的浓度。然而,这种类型的色谱法需要使用有毒溶剂,并且是耗时且训练有于良好的操作员,导致常规分析的成本相对较高。使用可见的近红外光谱(Vis-Nirs)作为HPLC的替代方案可以节省时间和金钱。
表格1。分析化合物和效果作为农药。[3]
化合物 |
影响 |
阿维菌素 |
|
Zomecectin. |
|
cyhalothrin |
|
Cypermethrin |
- 昆虫中快速作用的神经毒素
- 通过皮肤接触或摄取中度毒性
|
草甘膦 |
|
实验数据
为了测试VIS-NIR的有效性作为HPLC的替代品,制备了具有已知浓度的有效化合物的24-37种农药样品:准备评估变化之间的相关性光谱数据和参考值。
NIRS RapidLiquid分析仪用于在其全波长范围内获得光谱(400-2500nm)。将样品填充到具有4mm直径的一次性玻璃小瓶中。Vision Air 2.0完整的软件用于获取和管理数据,以及开发量化方法的开发。对于每个分析的样品和内部交叉验证(休留次)进行局部最小二乘(PLS)回归以确认在该方法的开发过程中确认衍生定量模型的性能。
表2。样品号和浓度范围的五种有效的感兴趣的化合物。
成分 |
不。的样本 |
浓度范围(wt - %) |
阿维菌素 |
18. |
1.8-3.8. |
Zomecectin. |
35. |
1.5-3.5. |
cyhalothrin |
24. |
2.3-4.2. |
Cypermethrin |
27. |
4.0 - -5.8 |
草甘膦 |
33. |
21.0 - -40.5 |
表3。二手设备和2020欧洲杯下注官网软件。
2020欧洲杯下注官网 |
瑞士万通代码 |
NIRS RapidLiquid分析仪 |
2.921.1410 |
NIRS一次性玻璃瓶,直径4毫米 |
6.7402.010 |
视觉空气2.0完成 |
6.6072.208 |
图1。NIRS XDS RapidLiquid Analyzer用于频谱数据采集,超过400nm至2500nm。
结果
为了构建稳健的预测模型,用于每个化合物中使用的波长区域是
- Aphamectin:1360-1850 nm和2050-2500 nm,
- 萃取蛋白:1300-1790 nm,
- 氯氟氰菊酯:400-1080 nm和1300 - 2200 nm,
- Cypermethrin:1300-2200 nm
- 草甘膦:1300-2200 nm。
对农药中这些化合物的定量,采用2因素模型,其校正标准误差(SEC)为0.05%,交叉验证标准误差(SECV)为0.06%。R2所提供的参考值与本有效化合物中的每一个的计算值之间的值分别为0.9946,0.9911,0.9952,0.0052和0.9952。
图2。18种农药样品的原始数据谱具有来自1.8-3.8%的Abamectin浓度。
图3。VIS-NIR预测的释法素含量的相关图与HPLC评估的参考值。
图4。35种农药样品的原始数据谱具有从1.5-3.5%的萃取蛋白浓度的浓度。
图5。VIS-NIRS与HPLC评估的参考值的相关性蛋白含量的相关图。
图6。具有24种杀虫剂样品的原始数据谱,含有含量的浓度为2.3-4.2%。
图7。高效液相色谱法评价的参考值与Vis-NIRS预测的氯氟氰菊酯含量的相关性图。
图8。27种农药样品的原始数据谱具有冰水芬滨浓度的4.0-5.8%。
数字9.高效液相色谱法评价的参考值与Vis-NIRS预测的氯氰菊酯含量的相关性图。
图10。具有33种农药样品的原料数据谱,草甘膦浓度为21.0-40.5%。
图11。VIS-NIRS对预测的草甘膦含量的相关图与HPLC评估的参考值与参考值。
表4。取向素含量的定量方法开发结果。
. |
. |
回归模型 |
2个因素的PLS |
预处理 |
原始数据 |
波长范围 |
1360 - 1850 nm 2050 - 2500 nm |
R.2 |
0.9946. |
秒 |
0.05% |
SECV. |
0.06% |
表5。阿维菌素含量测定方法的建立。
. |
. |
回归模型 |
1因子PLS |
预处理 |
原始数据 |
波长范围 |
1300 - 1790纳米 |
R.2 |
0.9911. |
秒 |
0.61% |
SECV. |
0.62% |
表6。氯氟氰菊酯含量测定方法的建立。
. |
. |
回归模型 |
2个因素的PLS |
预处理 |
原始数据 |
波长范围 |
400 - 1080纳米 1300-2200 nm. |
R.2 |
0.9952. |
秒 |
0.05% |
SECV. |
0.05% |
表7所示。氯氰菊酯含量定量方法开发的结果。
. |
. |
回归模型 |
2个因素的PLS |
预处理 |
原始数据 |
波长范围 |
1300-2200 nm. |
R.2 |
0.9286 |
秒 |
0.16% |
SECV. |
0.16% |
表8所示。草甘膦含量测定方法的建立。
. |
. |
回归模型 |
2个因素的PLS |
预处理 |
原始数据 |
波长范围 |
1300 - 2170纳米 |
R.2 |
0.9987. |
秒 |
0.03% |
SECV. |
0.03% |
表9。比较预测的Vis-NIR值与HPLC参考值。
化合物 |
Vis-nir [%] |
高效液相色谱法(%) |
剩余的 |
RSD |
阿维菌素 |
2.63 |
2.74 |
-0.11 |
-3.87 |
阿维菌素 |
2.58 |
2.60 |
-0.02 |
-0.91 |
阿维菌素 |
2.70 |
2.64 |
0.06 |
2.34 |
阿维菌素 |
2.59 |
2.57 |
0.02 |
0.82 |
阿维菌素 |
2.51 |
2.61 |
-0.10 |
-3.81 |
阿维菌素 |
2.48 |
2.58 |
-0.10 |
-3.96 |
阿维菌素 |
2.53 |
2.58 |
-0.05 |
-2.10 |
阿维菌素 |
2.58 |
2.62 |
-0.04 |
-1.39 |
阿维菌素 |
2.57 |
2.56 |
0.01 |
0.29 |
阿维菌素 |
2.55 |
2.63 |
-0.08. |
-2.92 |
阿维菌素 |
2.54 |
2.63 |
-0.09 |
-3.45 |
阿维菌素 |
2.57 |
2.69 |
-0.12 |
-4.35 |
Zomecectin. |
2.47 |
2.36 |
0.11 |
4.58 |
Zomecectin. |
2.44 |
2.45 |
-0.01 |
-0.52 |
Zomecectin. |
2.31 |
2.39 |
-0.08. |
-3.54 |
Zomecectin. |
2.47 |
2.36 |
0.11 |
4.58 |
cyhalothrin |
3.14 |
3.14 |
0.00 |
0.14 |
cyhalothrin |
3.27 |
3.16 |
0.11 |
3.47 |
cyhalothrin |
3.19 |
3.13 |
0.06 |
1.97 |
cyhalothrin |
3.13 |
3.17 |
-0.04 |
-1.22 |
cyhalothrin |
3.17 |
3.16 |
0.01 |
0.37 |
cyhalothrin |
3.24 |
3.16 |
0.08 |
2.68 |
cyhalothrin |
3.26 |
3.15 |
0.11 |
3.37 |
cyhalothrin |
3.20 |
3.32 |
-0.12 |
-3.69 |
cyhalothrin |
3.30 |
3.17 |
0.13 |
4.01 |
cyhalothrin |
3.10 |
3.08 |
0.02 |
0.77 |
Cypermethrin |
4.93 |
4.84 |
0.09 |
1.91 |
Cypermethrin |
5.03 |
4.98 |
0.05 |
1.04 |
Cypermethrin |
4.88 |
5.02 |
-0.14 |
-2.73 |
Cypermethrin |
5.05 |
4.97 |
0.08 |
1.51 |
Cypermethrin |
5.11 |
5.10 |
0.01 |
0.16 |
Cypermethrin |
5.08 |
4.92 |
0.16 |
3.17 |
Cypermethrin |
5.12 |
5.07 |
0.05 |
1.04 |
Cypermethrin |
5.09 |
5.03 |
0.06 |
1.15 |
Cypermethrin |
5.01 |
4.95 |
0.06 |
1.28 |
Cypermethrin |
4.97 |
4.83 |
0.14 |
2.98 |
Cypermethrin |
4.96 |
4.97 |
-0.01 |
-0.20 |
Cypermethrin |
5.03 |
5.10 |
-0.07 |
-1.36 |
草甘膦 |
39.61 |
39.16 |
0.45 |
1.14 |
草甘膦 |
39.19. |
39.86. |
-0.67 |
-1.69 |
草甘膦 |
39.16 |
39.08 |
0.08 |
0.19 |
草甘膦 |
39.56 |
39.46 |
0.10 |
0.25 |
草甘膦 |
39.74 |
39.35. |
0.39 |
0.99 |
草甘膦 |
39.09 |
39.14 |
-0.05 |
-0.13 |
草甘膦 |
39.83 |
39.35. |
0.48 |
1.21 |
结论
与传统使用的HPLC方法相比,参考值与计算值之间的这些高相关值表明它是一种高度可靠且具有更高的杀虫剂的质量控制方法。因此,VIS-NIR可用作HPLC的优异替代品,用于杀虫剂的常规分析,它可以节省时间和金钱。
参考文献
[1]http://www.who.int/topics/pesticides/en/
[2]http://www.who.int/
[3]https://en.wikipedia.org/
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