基于酶傳感的農(nóng)藥濃度現(xiàn)場快速測定方法及應用研究.pdf

1、農(nóng)藥噴霧施藥現(xiàn)場監(jiān)測和農(nóng)產(chǎn)品檢測中都需要對農(nóng)藥濃度進行檢測?，F(xiàn)今農(nóng)藥濃度檢測主要是通過實驗室專門儀器,如氣相色譜儀、高效液相色譜儀一質(zhì)譜儀聯(lián)用、分光光度計和近紅外光譜儀進行檢測。實驗室專門儀器檢測雖然靈敏且準確,但成本高,同時所需儀器昂貴且笨重,不適合在線檢測；而某些農(nóng)藥濃度現(xiàn)場快速檢測技術,如速測卡檢測技術,則通過顯色變化進行檢測,需要應用圖像處理等方法對顏色變化進行處理,再進行定量分析,操作復雜。酶傳感技術是應用于農(nóng)藥濃度快速檢測是

2、目前的一個前沿性研究方向。通過酶傳感器及其配套電路的傳感、轉(zhuǎn)換作用,可以實現(xiàn)農(nóng)藥濃度的現(xiàn)場檢測,對酶傳感技術在農(nóng)藥濃度檢測的研究與應用是很有前景的發(fā)展方向。本文研究了基于酶傳感的農(nóng)藥濃度檢測技術方法,通過對農(nóng)藥濃度酶傳感檢測技術的三電極電路模型進行簡化,并應用于裝置配套電路的調(diào)理,研制了酶傳感便攜式農(nóng)藥濃度速測裝置,并對裝置性能進行分析測定實驗。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴農(nóng)藥濃度酶傳感檢測技術的研究與酶電極制備。研究分析了AC

3、hE酶抑制原理和恒電位計時電流技術,選取絲網(wǎng)印刷電極作為基底電極,設計了傳感器的敏感元件-絲網(wǎng)印刷酶電極,同時確定了AChE酶的固定方法,利用新型納米復合材料硫化鎘-石墨烯(CdS—G)處理技術進行絲網(wǎng)印刷電極工作電極修飾；分析了酶電極的性能,通過電化學阻抗圖譜法,對修飾電極的涂層電荷轉(zhuǎn)移電阻阻抗值進行測定。結(jié)果表明該復合材料可減小電極涂層的電子轉(zhuǎn)移阻抗值。
　　 ⑵酶傳感技術的三電極系統(tǒng)等效電路模型簡化與應用。在研究電解池三電

4、極系統(tǒng)等效電路模型的基礎上,確定了適用于本課題酶傳感技術的三電極等效電路簡化模型；并利用該模型對儀表的控制精度和采樣精度進行檢測,結(jié)果表明儀器電壓控制精度偏差在0.6 mV以內(nèi),采樣電流值與實測電流值相對偏差在1μ A以內(nèi),因此該模型適合于三電極系統(tǒng)的模擬,可應用于研制裝置的信號調(diào)理電路的調(diào)試。
　　 ⑶酶傳感農(nóng)藥濃度速測裝置設計。設計了農(nóng)藥濃度檢測的酶電極配套電路,由單片機C8051F040、Ⅰ／Ⅴ轉(zhuǎn)換放大電路和轉(zhuǎn)接口組成,實

5、現(xiàn)了恒電位條件下的酶電極的微電流信號測量。測量結(jié)果表明調(diào)理電路測量精度達10-8A,最大偏差小于3×10-8A,放大倍數(shù)在5×105范圍內(nèi)可調(diào),能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)藥濃度的在線定量檢測。
　　 ⑷農(nóng)藥濃度速測裝置性能測定及實驗。首先利用簡化的三電極電路模型進行配套電路控制電壓精度和采樣精度的測試；然后在實際測量中,對裝置檢測所需時間T(s)、裝置可檢出的線性濃度范圍和最低檢出限進行了測定。結(jié)果表明,該裝置在西維因農(nóng)藥濃度為5ng／mL-