基本信息
- 项目名称：
- 用于食品安全检测的简易、便携式农药残留检测仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 农药约有1000种，80%以上是高毒高残留的、日常生活中经常碰得到的、引起食物中毒的农药，这是我们要检测的主要对象。现有检测设备具有价格昂贵、操作复杂、检测时间长等缺点。故我们研发了简易、便携式农药残留检测仪。
- 详细介绍：
- 农药约有1000种，80%以上是高毒高残留的、日常生活中经常碰得到的、引起食物中毒的农药，这是我们要检测的主要对象。现有检测设备具有价格昂贵、操作复杂、检测时间长等缺点。故我们研发了简易、便携式农药残留检测仪。 化学原理：我们主要检测的这两类农药可特异性的抑制白色酶的活性。 根据这个特异性反应，使农药和白色的酶接触反应7min左右后再与红色底物反应。从而使红色底物不能显示深蓝色。然后根据颜色的变化就可以定性半定量的判断农药的残留量。 从反应式看出，农残量越大，抑制酶活性越低，颜色越浅，就是说如果没有农药，酶片显示深蓝色，农残量低时为浅蓝色，农残量高时为白色。右图就是用我们的仪器检测生菜上的农药残留情况。 装置原理：我们的仪器有两个转轴，转轴上缠有纸带，纸带上有白片(胆碱酯酶)和红片（靛酚乙酸酯)。纸带由转轮控制。还有滑动变阻器，加热片。白片和红片转到加热片处，吸取蔬菜上的液体，预反应7min左右后，调节滑动变阻器到相应位置，闭合加热片，红、白片接触，3min左右，打开加热片，使白片显露出来，观察颜色判断是否有农药残留。 下面我们将检测仪与市场上性价比较高的同类产品进行了对比，让大家更加直观的了解我们作品的优点。我们的仪器体积非常小，只有香烟盒那么大，比他们小70倍。他们的有15斤重，我们的只有2两重；我们的仪器操作非常简单，无需进行样品预处理。 我们以蔬菜为例，别人的仪器都要先将叶片剪碎配成溶液，再对溶液进行处理检测，我们的产品只需用酶片直接吸取蔬菜上的液体就可以与底物反应，再观察颜色判断农药残留情况。 第三、我们的检测时间短，检测一次只需要10min。目前能同时检测四个样品，这样每检测一个样品就相当于两分半。他们仪器需要这么复杂的过程当然就需要比较多的时间了。 第四、我们的成本低，原材料费仅需5元左右，而这台PR-2003N型速测仪前几天打特价还销售2000元，对于智能化的仪器就更贵了。这对于我们普通的消费者又怎么消费的起呢！ 第五，我们仪器 的适用人群更多了，不仅可以适用于专业检测人员，还适用于广大的消费者 另外，我们的适用范围也比较广。它不仅可以检测我们日常生活中食用的蔬菜，水果中农残，还可以检测农作物，土壤，水体中农药的含量。另外，经过实验发现，我们还可以检测铜离子，六价铬等重金属离子。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的：目前农药约有1000种，其中有机磷和氨基甲酸酯类农药占80%以上，且为常见的高毒高残留农药，迄今为止发生的农药中毒事件绝大多数都是由这两大类农药造成的。残留农药不仅造成了生态污染还影响农业生产及进出口贸易，而且通过生物链的富集作用更是对侵害着人们的健康。近年来，癌症的发病率越来越高，且日趋年轻化，这很大程度上与食用受污染蔬菜有关。据此制作出简易、便携式农药残留检测仪。 基本思路：本作品利用有机磷和氨基甲酸酯类农药可以抑制乙酰胆碱酯酶活性，使酶不能催化靛酚乙酸酯水解，红色的靛酚乙酸酯不会变成天蓝色，为无色或微蓝色，从而判断出有农药残留。 创新点：1.该检测仪体积小，只有64×58×38（mm），便于携带。 2.该检测仪操作简单，无需进行样品预处理，只需用酶片直接吸取蔬菜上的液体就可以与底物反应，观察颜色判断农药是否存在。 3.该检测仪检测时间短，酶片预反应7分钟左右，与底物反应3分钟左右。目前能同时检测四个样品，则检测一个样品的时间就相当于2.5分钟。 4.该检测仪成本低，原材料费仅需5元左右，而市场上销售的速测卡农药残留快速检测仪为2000元左右，智能化农药残留综合速测仪成套要1.5万元左右。 技术关键：温度的控制。 主要技术指标：标准显色时间：3分钟；环境温度：5℃-45℃；检测下限：0.0~3.0mg/L（有机磷及氨基甲酸酯类农药）；标准预热时间：7分钟；使用环境：室内／室外；工作电源：干电池；仪器尺寸：64×58×38（mm）；仪器重量：112g。
科学性、先进性
- 科学性：检测仪主要利用酶抑制法原理（即农药可抑制酶活性从而不能使酶催化红色的2,6二氯靛酚乙酯水解成蓝色的靛酚），通过反应颜色的变化快速简便地鉴定食品（蔬菜，水果等）中是否残留农药。 先进性：（1）设备成本低。现在市场上性价比最高的农药残留速测仪是PR-2006，价格为2200元/台，而我们的作品原材料费只需5元。 （2）检测时间短。产品检测时间10分钟，目前能同时检测四个样品，所以检测一个样品的时间就相当于2.5min，相比时下同类产品用时均短。 （3）检测仪体积小，易于携带。仪器尺寸：64×58×38（mm）；仪器重量：112g。PR-2006的仪器尺寸：380×240×110（mm）；仪器重量：7.5kg。 （4）操作工序简单。检测仪只需轻轻转动按钮，即可进行检测工作。绝大多数同类产品不仅操作工序繁杂，而且需要专业人员操作。 （5）适用范围广。因简易、便携式农药残留检测仪具有体积小，易操作等特性，从而使其适用的群体也从单一的相关检测部门，普及到平常百姓家中。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型 现场演示 图片 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：我们的仪器有两个转轴，转轴上缠有纸带，纸带上有白片(胆碱酯酶)和红片（靛酚乙酸酯)。纸带由转轮控制。还有滑动变阻器，加热片。白片和红片转到加热片处，吸取蔬菜上的液体，预反应7分钟左右后，调节滑动变阻器到相应位置，闭合加热片，红、白片接触，3分钟左右，打开加热片，使白片显露出来，观察颜色判断是否有农药残留。技术特点和优势：用酶片直接吸取蔬菜叶片上的液体，使之直接与底物反应，观察颜色变化，快速确认蔬菜中是否残留农药。检测仪体积小，操作简便，无需预处理，适用群体从单一的相关检测部门，普及到平常百姓家中。适应范围：相关检测部门、广大消费者。推广前景的技术性说明：我们的目的是使检测仪自动化，省时省力，使相关检测部门和广大消费者都可轻松的检测食品是否含有农药。我们还可检测重金属、亚硝酸盐等。市场分析:食品安全问题现在是举国上下都非常关注的问题，且目前市面上同类仪器的使用情况尚未饱和。经济效益预测：消费群体由相关检测部门扩展到普通顾客，成本低，体积小，易于批量生产。经济效益无可估量。
同类课题研究水平概述
- 随着人类的发展，农药也从无到有，从单一到种类繁多。农药的使用对于农作物有效抵抗病虫害起到了不可估量的作用。然而，农药在促进农作物增产增收的同时，不可避免的带来了一些负面效应。特别是目前，人工合成的有机农药约有1000种（80%以上是高毒高残留的有机磷类和氨基甲酸类，迄今为止所发生的农药中毒事件绝大多数都是由这两大类农药所造成的）。因为滥用或不正确的使用方法，使用农药后一部分农药直接或间接残存于谷物、蔬菜、果品、水产品以及土壤和水体中。残留农药不仅造成了生态污染而且影响农业生产以及进出口贸易，通过生物链的富集作用更是对人类健康造成了慢性侵害。国内外，因误食农药残留超标的水果蔬菜等引起的中毒事件已屡见不鲜。如何遏制这类事件再发生已成了我们必须关注的问题，必须做好农药使用的监管工作,提高农药残留检测技术水平,加强农药残留的全面监管。 近几年在农药残留分析领域所取得的重要进展或发展趋势主要有以下方面：样品提取和净化方法的简单化、微型化和自动化、如固相萃取(SPE)、超临界流体萃取(SFE )、微波辅助萃取、样品固相分散萃取、自动索氏萃取、吹扫蒸馏技术和免疫亲和色谱柱等。在定量分析上的新技术包括现代光谱分析技术、现代波谱分析技术、波谱和色谱联用技术、免疫分析技术和生物传感器等。这些方法虽然分析精度高,定量准确但由于其样品前处理复杂,检测耗时长,成本高,难以在农贸市场、批发市场、超市等果蔬销售地现场快速检测判断其产品是否食用安全。针对这一问题,目前人们研制出了农药残留快速检测卡,能满足现场检测、时间短、成本低、显示直观、定性和半定量及判断其产品是否食用安全的要求。但是也需要比较繁琐的样品前处理，耗时也比较长。台湾试验所以苍蝇检验农药残留，但主要还是用于检测单位，且培养那种特殊的苍蝇也需要一定的技术等。总之农药检测技术发展的还不是很完善，尤其是一些中小城市，也不会用农药残留快速检测卡去检测。 因此，建立成熟的可批量生产有机磷生物传感器的制作工艺；开发具有数据自动分析与网络信息接收功能的应用软件，实现分析的智能化、网络化、人性化；以及研制易于推广的有机磷便携式分析仪都是这一领域核心的研究目标。
