农药中间体中成分含量检测方案(近红外光谱仪)

一、引言 农药的使用是农业增产的重要因素，是解决世界上60亿人口温饱问题的有力措施。农药生产是化学合成的结果，在任何化学合成中，中间体通常是关键，在农药合成中同样如此，中间体的类型和含量对于合成最终产品非常重要。因此，需要对在农药生产过程中需要对中间体的含量进行监测。目前，农药中间体含量监测手段多种多样，常用的有气相色谱法、液相色谱法、紫外分光光度法等，但这些方法通常需要样品前处理，同时存在检测时间长、检测方式复杂、耗材多、效率低等缺点，而近红外光谱具有无需样品前处理、快速无损无耗材等优点，目前已应用于农药中间体含量测定。 赛默飞世尔科技的手持式近红外光谱仪 microPHAZIR Rx 基于近红外光谱的原理，采用便携式设计，无需取样，直接在现场即可完成中间体含量测定，可大大提高工作效率。 本实验使用赛默飞世尔科技的手持式近红外光谱仪microPHAZIR Rx 对农药中间体中间二氯苯的含量进行了模型创建和模型验证工作。 1.仪器 手持式近红外光谱仪 microPHAZIR Rx， 序列号2169，使用液体透反射支架及3mm样品管，仪器及所有附件均由赛默飞世尔科技提供。 图1.手持式近红外光谱仪 microPHAZIR Rx 农药中间体含量化学值采用气相色谱方法进行检测。中间体样品中含有氯苯、氯甲苯、间二氯苯、对二氯苯、邻二氯苯以及高沸物，由于其他组分含量较低，我们仅对间二氯苯组分进行了定量。 使用37个不同含量的样品进行建模，建模样品含量信息如下表所示。 编号 间二氯苯% 编号 间二氯苯% 编号 间二氯苯% 1 61.217 14 60.999 27 61.492 2 61.737 15 61.888 28 61.573 3 62.262 16 62.526 29 62.932 4 61.386 17 61.203 30 61.675 5 61.909 18 61.866 31 62.088 6 61.422 19 63.05 32 61.396 7 61.238 20 62.541 33 62.737 8 61.585 21 61.124 34 61.827 9 61.231 22 62.362 35 61.628 10 60.975 23 61.995 36 61.89 11 61.674 24 62.302 37 62.227 12 62.282 25 62.991 13 61.303 26 61.183 表 1.37个用于建模的中间体的含量信息。 将不同含量的样品装入样品管并插入液体样品支架中，使用手持式近红外光谱仪 microPHAZIR Rx 对不同含量样品进行扫描得到近红外光谱，如下图所示。 图2.中间体样品的近红外谱图 扫描完的谱图同步到电脑上，使用 Method Generator 软件进行谱图预处理， S.Golay 计算，一导求导，平滑，二次多项式计算，归一化处理，光谱范围1600-2400nm，采用偏最小二乘法进行模型创建，因子数目根据R2、RMSEC 及 RMSECV进行选择。农药中间体间二氯苯组分创建的模型如下图所示。 图3.间二氯苯模型实际值与预测值的拟合直线 使用10个样品对所建模型进行了验证，每个样品检测3次，验证结果如下表所示。 编号 预测值1(%) 预测值2(%) 预测值3(%) 预测均值(%) 化学值(%) 偏差(%) 相对偏差(%) 1-1 62.59 62.47 62.66 62.57 62.101 0.47 0.76 1-2 62.94 62.92 62.94 62.93 62.77 0.16 0.26 1-3 62.87 63.02 62.73 62.87 62.143 0.73 1.17 1-4 63.46 63.28 63.15 63.30 63.05 0.25 0.39 1-5 63.07 62.83 62.82 62.91 62.593 0.31 0.50 1-6 63.24 63.16 63.25 63.22 62.79 0.43 0.68 1-7 61.87 62.27 62.32 62.15 61.712 0.44 0.72 1-8 62.9 62.82 62.92 62.88 63.011 -0.13 -0.21 1-9 63.1 63.25 63.08 63.14 62.628 0.52 0.82 1-10 63.13 62.99 62.82 62.98 62.691 0.29 0.46 表2.采用10个样品验证模型的结果 三、结果与讨论 本次实验我们使用37个中间体样品进行建模，使用另外的10个中间体样品进行模型验证。从验证的结果来看，间二氯苯模型预测的绝对偏差在0.13%到0.73%之间，相对偏差在1.17%以下，模型的预测效果很好，适用于在现场快速检测检测农药中间体中间二氯苯的含量。 S CIENTIFIC 网址：www.thermofisher.com免费服务热线： 手机用户)