最近在網上時不時就看到一些因食用受到農藥嚴重污染的水果蔬菜而造成的急性中毒事件的報導，即時農藥殘留檢測的問題越來越引起人們的重視。用植物病害檢測儀檢測以膽堿酯酶體系的動力學光度分析為基礎的有機磷和氨基甲酸酯類農藥快速檢測方法，因其方便快捷、精確度高的特點，得到了日益廣泛的應用。而隨著基于酶動力學光度分析法原理的農藥殘留快速檢測農業部標準和國家標準的先后頒布，已出現了相應的檢測儀。為了提高農藥殘留分析的準確度，提出了一種改進的酶動力學分析算法：在計算方法上，以多點采樣最小二乘法代替簡單的兩點讀數方式；在測量方法上，以光強值I代替吸光度值A，計算A~t曲線的斜率值K。
現在這些改進的算法已成功應用在本研究所開發的植物病害檢測儀上，測量原理在正常情況下，膽堿酯酶催化乙酰膽堿水解產生黃色物質。用光度計測定吸光度A隨時間t的變化，可計算出A~t曲線的斜率K。分別測定空白樣品的斜率值K0和待測樣品的斜率值Kt，可求得抑制率Y。
Y = (K0-Kt)/K0×100%
在一定條件下，抑制率Y與農藥濃度c呈正比關系。通過Y的大小，即可判斷樣品中農藥殘留是否超標。農業部和國家標準推薦的分析方法中，斜率K是通過3 min前后吸光度值A的差值求得：
Y =△A0-△At△A0×100%=(A0_end-A0_start)-(At_end-At_start)(A0_end-A0_start)×100%(2）計算方法的改進
現有的這種兩點讀數確定斜率K的測量方法，雖然計算方法簡單，但A值單次測量誤差會直接影響到最終抑制率Y的測量結果。最小二乘法被廣泛地應用于線性回歸模型中斜率K的計算。Gauss-Markov定理證明，若誤差服從正態分布，最小二乘法估計在線性無偏估計中具有最優性。因此在本所研制的便攜式農殘檢測儀上，改為了六點最小二乘法：每隔36秒(0.6 min)測量一次數據，三分鐘共測量6個數據點，由儀器內置的微處理器進行最小二乘線性回歸計算求得K值。我們在實驗室中對同一樣品重復測量5次，分別用兩點法和六點最小二乘法求取樣品A~t曲線的斜率值K，結果列入表1。從實驗結果可以看出，六點最小二乘法求得各K值的極差和相對標準偏差均小于兩點法。六點法可將因外界干擾引起的單次A值測量誤差對斜率K值造成的影響降到最低，提高了測量結果的穩定性與可靠性，減小了實際測量中產生錯報、誤報的可能。
測量方法的改進
在動力學光度分析法中，斜率K的計算一般都是通過吸光度值來計算的。假設每隔t秒等步長地測量一個吸光度值Ai，測量n組數據，則通過最小二乘線性回歸所得A~t曲線的斜率K為：
K =（n∑tiAi-∑ti∑Ai）/（n∑t2i-(∑ti)2(3)）
傳統的斜率K的測量，都是先測量光強值I0、Ii，根據Ai= -lg(Ii/I0)計算出Ai后，再代入公式(3)計算出K值。對于等步長的吸光度測量方式，我們可以直接將Ai= -lg(Ii/I0)和ti=it代入公式(3)，展開并推導出如下關系式：
當n為奇數時
K =6tn(n2-1)×(n-1)lg(I1In)+(n-3)lg(I2In-1)+…+2lg(I(n-1)/2I(n+3)/2)
當n為偶數時
K =6tn(n2-1)×(n-1)lg(I1In)+(n-3)lg(I2In-1)+…+lg(In/2I(n+2)/2)
由此公式的推導結果可以看出，K值的計算不需要使用原始光強值I0。同時從公式(4)中也可以看出，當測量數據點個數n為奇數時，中間的數據點I(n+1)/2并沒有參與運算，不會對測量結果產生實質性的影響。因此在確定測量方法時，應選擇偶數個測量數據點。對于農業部和國家標準推薦的兩點測量方法，有n=2，t=3 min，代入公式(5)最終可簡化為：K0=13×lgI0_startI0_end Kt=13×lgIt_startIt_end對于本文所用的六點量法，有n=6，t=0.6 min。根據公式(5)可簡化為：K0=121×5lg(I01I06)+3lg(I02I05)+lg(I03I04) Kt=121×5lg(It1It6)+3lg(It2It5)+lg(It3It4)。
從植物病害檢測儀檢測農藥殘留的最新算法介紹中我們了解到，該儀器在檢測農藥殘留的時候內部工作的算法，這套現在最先進的算法程序已經得到了廣泛的應用，并在農業中體現出了很好的實用價值，為我國農業科技的發展奠定了堅實的基礎。