手把手教你用紅外光譜鑒定農藥違禁添加

我們總是聽到各種農藥產品知識產權侵權行為，主要還是由于市場上缺乏快速有效的農藥產品定性鑒定技術和標準，導致市場上的農藥產品知識產權侵權行為比較普遍的存在。

首先，來說說什么是農藥違禁添加吧，農藥產品是知識產權密集型的典型高科技產品之一，我國一直以來在不斷加強對農藥管理的力度，如加強對持久性農藥、禁止和限制使用農藥、劇毒、高毒農藥的管理等。

因此，建立快速鑒定農藥成分的方法，對生產企業的連續在線監測、監督部門進行農藥質量控制和農產品安全方面具有重要意義。

紅外光譜快檢技術

近年來，紅外光譜檢測技術取得長足進展，紅外光譜快速檢測技術是國外新興的一種重要的產品鑒定方法，利用紅外光譜技術進行農藥定性鑒別已成為可能。目前在我國尚屬于研究開發階段。

結合我國現有情況，一旦開發出普遍適用的紅外光譜快速鑒別農藥技術，將極大改善我國農藥市場快速鑒定方法缺失的局面，填補了國內農藥市場監管技術的一項空白，有助于凈化農藥行業環境。開展針對農藥產品(特別是ZL或獲得行政保護的產品)的紅外光譜分析技術開發，有利于快速鑒別農藥產品，有利于保護農藥知識產權，打擊非法添加違禁成分或假冒產品，維護農藥市場秩序和行業健康發展，從根本上保證農業生產資料的有效供給，保障農產品質量和生態環境安全。

紅外光譜鑒別農藥違禁添加?具體如何操作?

氟蟲腈，由法國羅納普朗克農化公司于1987年開發研制的苯基吡唑類新型高活性殺蟲劑，商品名稱為銳勁特，化學名稱為(RS)-5氨基-1-(2,6-二氯-4a-三氟甲基苯基)-4-三氟甲基亞磺酰基吡唑-3-腈。20世紀90年代后期，氟蟲腈在中國大范圍用于防治棉花、水稻、蔬菜、果樹等作物防治農業害蟲，成為一個重要的殺蟲劑品種。

因其對環境極其不友好，即會對農作物周圍的蝴蝶、蜻蜓等造成不良影響，我國規定2009年10月1日起禁用氟蟲腈。但由于其高效的殺蟲效果，仍有一些不法商販頂風作案，非法添加。去年8月份，農業部連發2個通知，要求切實加強農藥使用和市場監管，嚴禁將氟蟲腈作為獸藥經營和使用。

本例中所使用的氟蟲腈原藥純度為96.9%，由中國國家農藥質檢中心提供。

苦參堿，是天然植物性藥物，對人畜低毒，是廣譜殺蟲劑，對各種作物上的黏蟲、菜青蟲、蚜蟲、紅蜘蛛有明顯的防治效果。

本例中所使用的苦參堿水劑的濃度為0.38%，由北京某農藥公司提供。

實驗助手：Agilent Cary 630FT-IR spectrometer(ATR及透射附件)

本實驗是為了開發一種利用紅外光譜法快速測定苦參堿水劑中違禁添加氟蟲腈的定量分析方法。

搞清楚實驗目的，首先我們需要做的，是明確氟蟲腈的特征峰，再利用特征峰進行定量。

當這個光譜圖掃描得到以后，一切再清晰不過：氟蟲腈有2個特征峰，分別為1319峰和1633峰。那么我們接下來的工作任務就再清晰不過：利用儀器的ATR及透射附件，通過這兩個特征峰對苦參堿中的氟蟲腈含量進行定量。

實驗部分

ATR附件

配制0.1%，1%，5%，10%氟蟲腈添加的苦參堿制劑，利用儀器的ATR附件分別進行掃描，得到下圖。

看到這里，小伙伴們有沒有很激動?雖然1633峰被淹沒，但1322峰的峰高(峰高即吸光度，因溶劑效應等影響，峰位有偏移，1322峰即1319峰)隨著氟蟲腈添加濃度的增高也是水漲船高!

苦參堿水劑中添加氟蟲腈，添加濃度0.1-10.5%，其中0.1%-1.0%濃度樣品10個,1.0%-10.5%樣品20個，利用儀器的ATR附件分別進行掃描，得到光譜圖。對每張光譜圖中的1322峰峰高分別進行提取，并將峰高與苦參堿濃度進行線性擬合，得到結果如下圖。

哇!吸光度與濃度的線性關系簡直太明顯了有沒有?相關系數R2居然高達0.9982，成功!!!

透射附件

在掃描透射光譜的時候我們應該明確一個問題，紅外光譜是非常怕水的，水的特征峰非常明顯，有時候會影響到目標物的測定。那我們能不能考慮將苦參堿水劑中的水去除，再溶解到其它紅外特征較小的溶劑中呢?這樣，兩個特征峰會不會都顯現出來呢?來，說干就干!

首先，我們利用紅外燈將添加樣品烘干，再用紅外特征影響較小的乙腈重新溶解，來，看看對比圖吧。

上邊兩個圖是未處理過的，1633峰又被淹沒了，但是烘干后再用乙腈重新提取，看下邊倆圖，1633峰立馬顯出來了!太開心了有沒有?那我們就利用這兩個峰來進行定量。

線性關系出來后，我們發現，1324峰的線性關系還不錯，為0.9787;但1634峰的R2僅為0.883是不是就太低了啊，根本沒辦法接受啊。怎么辦呢?難道我們辛辛苦苦找的這個特征峰真的就沒用了嗎?

別急啊……還有光譜預處理方法呢。記得在學習光譜預處理的時候老師講過：“作為常用的一種光譜預處理方法，導數光譜法廣泛應用于紅外光譜分析中。導數光譜既可以消除基線漂移或平緩背景干擾的影響，也可以提供比原光譜更高的分辨率和更清晰的光譜輪廓變化。”

導數光譜用在這里是不是恰如其分呢?來，那我們就對光譜做個二階導數試試看!

看，是不是不僅1634的線性關系明顯變好，連1324峰的R2也提高了呢。好開心有沒有?啦啦啦……

不會光譜預處理方法的小伙伴們快快去學習起來吧。

總結

總結起來就是：尋找特征峰，減小或消除溶劑影響，必要時對光譜進行預處理放大信號，比爾定律線性擬合……說了這么多，其實實驗結果總結出來就是這樣一張表。

怎么樣，這個技能不錯吧，簡單易學，小伙伴們快快get起來吧。