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基于果蔬中典型农药检测的电化学传感器研究

基于果蔬中典型农药检测的电化学传感器研究

作者：王洪喀什大学

学位级别：硕士

农药化学品能够杀灭害虫和提高农作物的防御能力,对农业的稳产和增产意义非凡。然而,农药试剂的长期违规滥用,不仅造成了农药残留超标问题和严重的环境污染,而且残留农药会随着食物链的传递在生物体内不断富集,进而破坏生态系统的结构... 详细信息

农药化学品能够杀灭害虫和提高农作物的防御能力,对农业的稳产和增产意义非凡。然而,农药试剂的长期违规滥用,不仅造成了农药残留超标问题和严重的环境污染,而且残留农药会随着食物链的传递在生物体内不断富集,进而破坏生态系统的结构和功能,另外,引起的食源性疾病也日益增多。鉴于此,开发快速、简单、便宜、有效、坚固、安全的技术平台用于果蔬中农药残留的高效监控和快速检测意义重大,这对于保障食品安全和人体健康起到关键的作用。近年来,电化学传感器因操作简便,快速响应,灵敏度高,具有良好的普适性和适应性等优点,更加适用于现场快速检测和实时监测,所以使用电化学传感器快速检测果蔬中农药残留依然是国内外研究的热点。然而,工作电极的弱导电性限制了传感器的电化学性能,因此,选择合适的功能材料是构建电化学传感器界面的核心,通过人为控制或设计电极界面功能材料的微结构和功能化,从而实现电化学信号放大是提高传感器检测灵敏度,降低检测限的有效策略。基于此,本文旨在以先进功能材料构筑具有检测目标物质的纳米复合材料,将其修饰于工作电极界面,制备具有良好性能的改性电极用于电化学检测果蔬中典型的农药。本文主要研究内容如下:第一章:采用简便的水热法合成了四氧化三钴（cobalt oxide,CoO）纳米颗粒,并与多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs）超声复合制备了基于多壁碳纳米管修饰的四氧化三钴（CoO/MWCNTs）纳米复合物,构建了一种用于蔬菜中快速检测杀螟硫磷（fenitrothion,FT）的电化学传感器。以CoO/MWCNTs纳米复合物修饰的玻碳电极（glassy carbon electrode,GCE）为工作电极,利用循环伏安法研究了FT在修饰电极界面的电化学行为;并通过逐步优化支持电解质的p H、复合材料质量比等检测条件。在最优条件下,CoO/MWCNTs/GCE改性电极能够实现对FT的灵敏检测,该传感器的线性浓度范围为1.00×10～1.40×10 mol L,检出限（Limit of detection,LOD）为7.80×10 mol L（S/N=3）;并成功用于实际白菜样品中FT的加标回收实验,回收率为93.70%～97.60%。CoO和MWCNTs复合后制备的传感器不仅可以选择性识别FT,达到快速检测目标物的需求,而且具有良好的电化学性能和较高的灵敏度,表明该传感器在现场检测中具有非常大的应用潜力。第二章:采用简便的水热法合成了钒酸铋（bismuth vanadate,Bi VO）纳米颗粒,并与石墨（graphite,Gr）超声复合制备了石墨负载的钒酸铋纳米复合材料（Bi VO/Gr）,将该纳米复合材料滴涂在GCE界面构建了一种基于钒酸铋/石墨纳米复合材料的新型电化学传感器（Bi VO/Gr/GCE）用于多菌灵（carbendazim,CBD）的快速和灵敏检测。对于Bi VO/Gr纳米复合材料,多孔Gr具有大的比表面积,良好的导电能力,高效的电荷转移,而中空的Bi VO可以促进CBD在Bi VO/Gr/GCE传感器上的吸附和电子转移效率。此外,Gr显著的电导率可以在很大程度上弥补Bi VO较差的电导率,并且Gr高的比表面积同时可以防止Bi VO脱落。Bi VO和Gr的协同作用对CBD产生了显著的电活性和良好的电化学传感能力。所制造的传感器显示出的宽线性响应范围为4.00×10～8.00×10 mol L,LOD为3.78×10 mol L（S/N=3）。同时,所制作的Bi VO/Gr/GCE传感器具有优异的操作稳定性、重现性、抗干扰性和重复性。另外,它成功地用于梨和番茄中CBD的检测,回收率为90.00%～108.30%,表明该传感器在检测实际CBD方面具有很好的应用前景。第三章:采用高温碳化法以绿茶为前体物合成了三维状的绿茶衍生活性炭（green tea derived activate carbon,GTDC）;同时,通过热聚合法制备了钙钛矿型锡酸钡（barium stannate,Ba Sn O）纳米簇,将制备的GTDC和Ba Sn O超声复合后修饰在GCE上,基于绿茶衍生活性炭复合锡酸钡纳米材料,制备了一种灵敏的噻虫胺（clothianidin,CLO）电化学传感器。绿茶衍生活性炭和锡酸钡的结合提高了传感器的灵敏度和催化活性。在纳米复合材料的协同作用下,所设计传感器表现出的良好线性范围为2.00×10～1.00×10 mol L,检测限接近2.87×10 mol L（S/N=3）。此外,该传感器对CLO检测显示出长期的操作耐久性、良好的再现性和突出的重复性。同时,所制备的传感器成功地用于测定萝卜、黄瓜、猕猴桃和葡萄中的CLO,回收率为92.50%～106.00%,相对标准偏差低于6.

关键词：电化学检测传感器典型农药果蔬

果蔬中农药残留荧光探针快速检测试剂性能评价

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现代食品 2024年第13期 225-228页

作者：袁利杰赵林萍王萌蒋静魏永辉李宝丽冯苏敏张汝凡苗银萍国家市场监管重点实验室(食品安全快速检测与智慧监管技术) 河南省食品和盐业检验技术研究院郑州中道生物技术有限公司

目的：评价果蔬中农药残留荧光探针快速检测试剂性能。方法：通过拟合标准曲线确定果蔬中农药残留荧光探针快速检测试剂的检测限，同时对试剂准确性、重复性、稳定性及仪器确证法结果一致性进行评价。结果：在3.753～107.180μg·kg-1... 详细信息

目的：评价果蔬中农药残留荧光探针快速检测试剂性能。方法：通过拟合标准曲线确定果蔬中农药残留荧光探针快速检测试剂的检测限，同时对试剂准确性、重复性、稳定性及仪器确证法结果一致性进行评价。结果：在3.753～107.180μg·kg-1，方法有良好的线性关系，检出限为5.068μg·kg-1，回收率在85.12%～95.47%。与仪器确证法结果比对，农药残留荧光探针快速检测方法的结果偏差在-1%～17%。结论：本文提供了一种准确、快速、便捷的果蔬中农药残留荧光探针快速检测方法。

关键词：果蔬农药残留荧光探针性能

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果蔬的贮藏保鲜与加工技术

农村农业农民 2024年第14期 13-14页

作者：潘治利河南农业大学食品科学技术学院

我国是果蔬种植大国,产量居世界第一位,但在贮藏保鲜及加工技术方面,整个产业链条仍然不完善,加工技术有待进一步提升。据调查,现阶段由于储藏、保鲜、加工、运输设施不足等原因,水果在采摘后损耗率达30%,蔬菜高达50%,而发达国家的果蔬... 详细信息

我国是果蔬种植大国,产量居世界第一位,但在贮藏保鲜及加工技术方面,整个产业链条仍然不完善,加工技术有待进一步提升。据调查,现阶段由于储藏、保鲜、加工、运输设施不足等原因,水果在采摘后损耗率达30%,蔬菜高达50%,而发达国家的果蔬平均损耗率不到7%。因此,发展好果蔬采后的贮藏保鲜与加工,对于助力乡村振兴,增加农民收入,具有重大的经济价值和社会意义。

关键词：损耗率保鲜与加工贮藏保鲜运输设施乡村振兴果蔬产业链条增加农民收入

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果蔬贮藏保鲜技术研究进展

现代食品 2024年第7期30卷 45-49页

作者：张蕊胡生海李明泽甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所甘肃兰州730070

目前较为常用的果蔬贮藏保鲜技术为传统低温、气调保鲜和化学、涂膜保鲜等技术,作用机制主要是控制温度降低果蔬的失水、失重、发蔫并调节果蔬新陈代谢速率,抑制或延缓其呼吸作用,抑制病原菌及微生物的侵害。本文对现有的传统果蔬贮藏... 详细信息

目前较为常用的果蔬贮藏保鲜技术为传统低温、气调保鲜和化学、涂膜保鲜等技术,作用机制主要是控制温度降低果蔬的失水、失重、发蔫并调节果蔬新陈代谢速率,抑制或延缓其呼吸作用,抑制病原菌及微生物的侵害。本文对现有的传统果蔬贮藏保鲜技术和新型的超高压处理保鲜技术、冷等离子保鲜技术和高压静电场保鲜技术进行了综述,并对未来发展方向进行了展望。

关键词：果蔬贮藏保鲜新陈代谢呼吸作用

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果蔬采摘机器人的现状及发展综述

数字农业与智能农机 2024年第3期 24-28页

作者：万乾程卢泽民高星星吕程辉罗欣廖剑万傲庞雄斌谢敬波武汉市农业科学院湖北武汉430065 武汉轻工大学湖北武汉430023

果蔬采摘自动化、智能化、无人化是果蔬产业发展的最终目标,但果蔬采摘机器人的技术及市场应用仍是制约果蔬产业发展的重要瓶颈。对果蔬采摘机器人在国内外的研究现状和发展趋势进行了阐述与剖析,指出了目前果蔬采摘机器人发展存在的问... 详细信息

果蔬采摘自动化、智能化、无人化是果蔬产业发展的最终目标,但果蔬采摘机器人的技术及市场应用仍是制约果蔬产业发展的重要瓶颈。对果蔬采摘机器人在国内外的研究现状和发展趋势进行了阐述与剖析,指出了目前果蔬采摘机器人发展存在的问题,结合果蔬产业应用场景和发展要求,提出农机与农艺应更广泛地深度融合。同时,针对采摘机器人存在的成本高、维护难、操作技术要求高等问题,对研制与生产高性能、高效率、高可靠的果蔬机器人采收装备提出了发展建议。

关键词：果蔬采摘机器人现状综述

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果蔬保鲜功能纸的应用研究进展

纤维素科学与技术 2024年第1期32卷 91-94,I0002页

作者：李易蔚柳叶董慧洪润宣城市产品质量监督检验所安徽宣城242000

分析了果蔬品发生酶褐变、成熟和氧化的机理,简述了近年来物理和化学两种果蔬品保鲜方法,同时介绍了现有功能纸的种类。从制备方法角度概述了果蔬保鲜功能纸的研究现状,综述了纤维素改性法、浆内添加法和表面涂布法。浆内添加乙烯吸附... 详细信息

分析了果蔬品发生酶褐变、成熟和氧化的机理,简述了近年来物理和化学两种果蔬品保鲜方法,同时介绍了现有功能纸的种类。从制备方法角度概述了果蔬保鲜功能纸的研究现状,综述了纤维素改性法、浆内添加法和表面涂布法。浆内添加乙烯吸附剂、乙烯氧化剂、表面涂布植物精油、乙烯抑制剂制备的果蔬保鲜纸保鲜效果优良。使用绿色环保的果蔬保鲜纸是未来的发展方向,对研究出成本低、耐折度好、透气性高、重量轻的果蔬保鲜纸具有一定参考价值。

关键词：保鲜纸果蔬保鲜技术功能纸乙烯

果蔬机器人采摘中基于改进SDD模型的目标自动化识别研究

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佳木斯大学学报（自然科学版） 2024年第1期42卷 47-50页

作者：田雨泽延安大学陕西延安716000

为了提高果蔬机器人采摘的识别准确率,利用SDD网络进行实时检测。对基础网络的构造和检测层默认框进行改进,增加卷积层数量,减少计算参数,使其利于对不同尺度的果蔬进行识别,得到基于改进SDD模型的目标自动化识别框架。分析激活函数,发... 详细信息

为了提高果蔬机器人采摘的识别准确率,利用SDD网络进行实时检测。对基础网络的构造和检测层默认框进行改进,增加卷积层数量,减少计算参数,使其利于对不同尺度的果蔬进行识别,得到基于改进SDD模型的目标自动化识别框架。分析激活函数,发现Relu函数具有更快的收敛速度,利用Relu函数进行激活操作,并对训练结果进行分析,结果表明,改进后的SDD模型具有更快的收敛速度;当置信度为0.45时,改进后的SDD模型具有较理想的准确率、召回率、FI值和IOU值,可以满足果蔬机器人采摘的识别要求。

关键词：果蔬采摘机器人改进SDD模型自动化识别

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果蔬中农药残留检测过程的质量保障措施研究

中国质量监管 2024年第7期 86-87页

作者：吴秋峰高青县检验检测中心

随着我国经济水平提升,人们生活质量得到显著改善,果蔬作为人们日常饮食中最为常见的食物,需保证其农药残留在标准范围内。这也就要求,果蔬农残检测必须科学规范,为人们饮食健康、安全提供保障。本文将结合实际情况,对果蔬中农药残留检... 详细信息

随着我国经济水平提升,人们生活质量得到显著改善,果蔬作为人们日常饮食中最为常见的食物,需保证其农药残留在标准范围内。这也就要求,果蔬农残检测必须科学规范,为人们饮食健康、安全提供保障。本文将结合实际情况,对果蔬中农药残留检测过程质量保障措施进行详细分析,以期为后续开展的有关工作提供借鉴与参考。

关键词：果蔬农药残留检测质量保障措施

果蔬中黄酮类化合物的提取与开发利用研究进展

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现代食品 2024年第13期 56-59+63页

作者：白拓男梁新义天津商业大学生物技术与食品科学学院

果蔬中的黄酮类化合物具有强大的自由基清除能力及优异的抗氧化、抑菌性等，因此其具有较高的开发利用价值。当前，研究人员广泛开展了有关果蔬中黄酮类化合物提取方法及其开发利用的研究，并取得了一定的研究成效。本文综述果蔬中黄酮... 详细信息

果蔬中的黄酮类化合物具有强大的自由基清除能力及优异的抗氧化、抑菌性等，因此其具有较高的开发利用价值。当前，研究人员广泛开展了有关果蔬中黄酮类化合物提取方法及其开发利用的研究，并取得了一定的研究成效。本文综述果蔬中黄酮类化合物的提取工艺及其在食品中的应用，旨在为果蔬中黄酮类化合物的开发利用提供依据，并为今后开展相关研究奠定基础。

关键词：果蔬黄酮类化合物提取开发利用