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农药中吡虫啉浓度检测方案(光纤光谱仪)

  • 应用领域: 石油/化工
  • 检测样品: 农药
  • 检测项目:理化分析
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  • 发布时间:2020-09-28
  • 参考标准:吡虫啉
蜜蜂在授粉作物中起至关重要的作用。随着蜜蜂死亡率的增加,学者们正研究使用光谱技术监测潜在有害杀虫剂的浓度水平。吡虫啉是与蜜蜂死亡有关的杀虫剂之一,本文分析了表面增强拉曼光谱(SERS)测量吡虫啉的痕量水平的有效性。
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蜜蜂在授粉作物中起至关重要的作用。随着蜜蜂死亡率的增加,学者们正研究使用光谱技术监测潜在有害杀虫剂的浓度水平。吡虫啉是与蜜蜂死亡有关的杀虫剂之一,本文分析了表面增强拉曼光谱(SERS)测量吡虫啉的痕量水平的有效性。

 

 

背 景


蜜蜂是全球生态系统的重要组成部分,每年为欧盟和美国的农业经济贡献近250亿美元的价值。美国许多种植者依靠租用的蜂箱种植。美国EPA认为,吡虫啉是商业蜜蜂群的主要攻击。吡虫啉广泛用于农业,草皮管理和家庭保护应用中的害虫控制。根据美国EPA研究,吡虫啉痕量浓度大于25ppb可能对蜜蜂有害。

 

新烟碱类分子吡虫啉的球形模型

 

 

SERS技术和痕量农药检测

 

在SERS中,分析物会在分析前吸附在三维金表面上,从而产生等离子体共振效应,提高拉曼信号强度。来自海洋光学的SERS芯片将非常微弱的拉曼信号放大了多个数量级,从而能够检测到痕量水平的样品(如杀菌剂和农药)。凭借先前使用SERS来测定低浓度其他杀虫剂的成功经验,我们预想对吡虫啉会具有相似的结果。

 


 

 

 实 验 条 件

使用QEPro-Raman光谱仪,配置了包括拉曼激光器,拉曼探针和样品支架,使用785nm作为拉曼激发波长进行测量。我们分别在1000ppm,100ppm,10ppm,和1ppm的丙酮中加入吡虫啉,每个添加10?L,并让基底完全干燥。对于溶液的制备,丙酮是比水更好的选择。

 


 

 

 实 验 结 果


测试时的激光功率设置为15mW,积分时间设置为3s(图1)。金基底对吡虫啉浓度>4pg的效果最佳,这主要是因为金基底具有更强的背景信号,因此较低的浓度测量具有挑战性。

 

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图1. SERS 基板显著增加拉曼信号强度

 

 

我们测得的最低吡虫啉浓度为4pg,转换为0.4ppb。这完全在美国EPA报告的对蜜蜂种群有害的25ppb浓度范围内。

本实验通过计算分析物的体积、浓度、SERS 基板的面积和激光光斑的大小提供更准确的分析。光斑大小从25μm到 158μm。同样,我们假设沉积和干燥后分析物的覆盖范围均匀。

 


 

 

总 结

拉曼光谱是一种可实现快速,无损分析的技术,SERS基底具有高灵敏度,可检测痕量样品(如杀虫剂)。海洋光学模块化拉曼光谱仪和SERS基底已经证明对包括福美双,马拉硫磷,亚胺硫磷,毒死蜱和三硫磷在内的农药具有良好的测量结果。正如我们的测试所示,SERS基底是痕量水平检测的可行选择。而且,与市场上许多现有的SERS产品不同,Ocean Insight SERS基板易于使用,价格合理并且可大量生产,具有很高的可重复性,可以在实验室或现场进行常规部署。


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