劉健，劉柳，2，韋媛媛，2，楊向妮，粟暉，2，姚志湘，2（.廣西科技大學生物與化學工程學院，廣西柳州 545006； 2.廣西糖資源綠色加工重點實驗室，廣西柳州 545006）

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斜投影-子空間夾角算法快速分析農(nóng)藥中阿維菌素*

劉健1，劉柳1，2，韋媛媛1，2，楊向妮1，粟暉1，2，姚志湘1，2
（1.廣西科技大學生物與化學工程學院，廣西柳州 545006； 2.廣西糖資源綠色加工重點實驗室，廣西柳州 545006）

采用斜投影-子空間夾角算法快速分析農(nóng)藥中阿維菌素的含量。用斜投影算法從阿維菌素對照品中提取阿維菌素B1a純光譜數(shù)據(jù)，用子空間夾角判據(jù)計算農(nóng)藥中阿維菌素的含量。阿維菌素的質(zhì)量濃度在4～14 μg/mL范圍內(nèi)與用斜投影法提取的阿維菌素B1a純光譜吸光度呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.999 4。斜投影-子空間夾角算法加標回收率在98.80%～101.67%之間，測定結(jié)果的相對標準偏差小于2%（n=6）。用該方法與高效液相色譜法對同一樣品進行測定，兩種方法測定結(jié)果相接近，相對誤差小于2.20%。該方法滿足快速檢測農(nóng)藥中阿維菌素含量的分析要求。

子空間夾角判據(jù)；斜投影；阿維菌素；農(nóng)藥

阿維菌素是一類具有殺蟲、殺螨作用的十六元大環(huán)高生物活性內(nèi)酯化合物，其在水稻、蔬菜、果樹等農(nóng)作物殺蟲方面得到廣泛應用［1］。然而農(nóng)藥中阿維菌素的含量過低時殺蟲效果不理想；含量過高則導致工業(yè)生產(chǎn)成本增大，因此對農(nóng)藥中阿維菌素含量進行測定具有重要意義。目前農(nóng)藥中阿維菌素的檢測方法主要有高效液相色譜法［2］，該法分析成本高，分析時間長，且儀器昂貴，維護費用高；薄層色譜法［3］，雖然分析成本低，但分析的可靠性差，分離效率低，無法滿足生產(chǎn)需求；紫外光譜法［4］，雖然分析時間短，精確度高，但只能對單組分進行分析，對于多組分或復雜組分體系無法分析；質(zhì)譜分析法［5］，儀器昂貴，分析成本高，對于大批量分析受到限制。

向量子空間夾角算法通過建立模型，利用最優(yōu)化的算法可以準確并且快速地對待測組分進行分析，解決了上述問題。粟暉等采用向量子空間夾角算法對化妝品中的對羥基苯甲酸酯的含量進行了快速分析［6］，陳成等采用向量子空間夾角算法分析了醬油中苯甲酸和山梨酸的含量［7］，但子空間夾角算法不適用于對照品非一組分的情況。為解決此問題，筆者提出了斜投影與子空間夾角判據(jù)相結(jié)合的方法［8］，先采用斜投影［9］算法將對照品中待測單一組分的純光譜提取出來，并將其作為標準光譜數(shù)據(jù)代入到子空間夾角算法中計算農(nóng)藥中阿維菌素的含量，建立一種農(nóng)藥中阿維菌素含量檢測的新方法。

1　實驗部分

1.1主要儀器與試劑

紫外-可見光纖光譜儀：Maya2000Pro型，美國海洋光學公司；

高效液相色譜儀：LC-20AT型，日本島津公司；

電子分析天平：AR124CN型，美國奧豪斯儀器有限公司；

乙腈、異丙醇、甲醇：色譜純；

阿維菌素對照品：94.4%B1a，3.7%B1b，廣西潤土生物科技有限公司；

農(nóng)藥藥劑：市售。

1.2高效液相色譜條件

色 譜 柱：ODS-SP92689 C18柱（250 mm×4.6 mm）；等度洗脫；流動相：乙腈-水（體積比為70∶30），流量為1 mL/min；檢測波長：245 nm；進樣體積：20 μL；柱溫：室溫。

1.3溶液配制

（1）阿維菌素對照品溶液。準確稱取0.010 0 g阿維菌素對照品固體于100 mL燒杯中，用甲醇溶解，然后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中用甲醇定容，得質(zhì)量濃度為100 μg/mL的對照品母液。用甲醇對對照品母液稀釋配制成質(zhì)量濃度為4～14 μg/mL的系列對照品溶液，采集其紫外光譜并記為b。

（2）樣品溶液。準確稱取0.343 7 g含阿維菌素的農(nóng)藥樣品于100 mL燒杯中，用甲醇溶解，然后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，用甲醇定容，得濃度為343 7 μg/mL的樣品母液。分別移取0.8，0.9，1.0，1.1，1.2 ，1.3 1.4，1.5 mL樣品母液于10 mL容量瓶中，用甲醇定容，得到不同濃度梯度的樣品稀釋溶液，分別記為1#～8#樣品，分別采集其紫外光譜，記為yp。

1.4實驗方法流程

阿維菌素中的活性組分有B1a和B1b兩種，由于B1a為主要活性成分，占比很大，因此實驗只檢測阿維菌素中B1a的含量。方法的流程圖見圖1。

圖2　阿維菌素對照品液相色譜圖

2　結(jié)果與討論

2.1阿維菌素對照品數(shù)據(jù)庫的建立

在1.2色譜條件下對阿維菌素對照品溶液（12 μg/mL）進行測定，液相色譜圖見圖2。從圖2中看出，阿維菌素B1a的出峰時間段為18.20～19.52 min，因此選取此時間段的全波長光譜信號作為純阿維菌素B1a數(shù)據(jù)矩陣Z，其它數(shù)據(jù)作對照品本底數(shù)據(jù)庫，記為B1，對Z和B1進行主成分分析，然后采用奇異值分解法重構(gòu)矩陣［10］，得到降維后的阿維菌素B1a數(shù)據(jù)矩陣Z和對照品本底數(shù)據(jù)庫B1′。將不同濃度對照品的紫外光譜b、降維后的阿維菌素對照品本底數(shù)據(jù)庫B1′、阿維菌素為B1a數(shù)據(jù)矩陣Z代入斜投影程序中，即可得到全波長下的阿維菌素對照品B1a的純信號數(shù)據(jù)BZ，將其與對應的對照品濃度進行最小二乘擬合即可得到對照品光譜庫v［11］。采用斜投影提取出來的純信號值（阿維菌素對照品的吸光度，Y）與對應阿維菌素的質(zhì)量濃度（X，μg/mL）線性關(guān)系良好，線性方程為Y=0.025 9X+0.033 8，r=0.999 4，線性范圍為4～14 μg/mL，將此對照品光譜庫代入到子空間夾角算法中作為純對照品光譜進行計算。

2.2阿維菌素樣品本底數(shù)據(jù)庫的建立

在1.2色譜條件下對阿維菌素樣品溶液進行測定，液相色譜圖見圖3。從樣品數(shù)據(jù)庫中扣除阿維菌素B1a出峰時間段為18.20～19.52 min的數(shù)據(jù)后，剩余部分的加和作為阿維菌素本底數(shù)據(jù)庫，記為B。對B進行主成分分析，然后采用奇異值分解法重構(gòu)矩陣，得到降維后的樣品本底數(shù)據(jù)庫B′。

圖3　阿維菌素樣品液相色譜圖

2.3采用子空間夾角判據(jù)計算農(nóng)藥中阿維菌素含量

將某一濃度下純阿維菌素B1a光譜向量，記為V，阿維菌素樣品光譜y、阿維菌素樣品本底數(shù)據(jù)庫B′代入編寫的向量扣減程序［12］，計算阿維菌素含量，以高效液相色譜測得的結(jié)果作為參照，將計算結(jié)果與高效液相色譜法測得結(jié)果進行比較，結(jié)果見表1。

表1　兩種方法對樣品中阿維菌素含量的分析結(jié)果

由表1可知，子空間算法計算結(jié)果與高效液相色譜法測定結(jié)果相接近，相對誤差小于2.20%，在允許誤差范圍之內(nèi)，因此所建方法滿足分析要求。

2.4精密度試驗

對3#，5#，8#樣品溶液分別重復采集其紫外光譜6次，測定結(jié)果見表2。由表2可知，3#，5#，8#樣品溶液測定結(jié)果的相對標準偏差分別為為0.66%，1.25%，1.55%，表明該方法具有良好的精密度。

表2　精密度試驗結(jié)果

2.5加標回收試驗

取3份1#樣品溶液分別加入4，6，8 μg/mL的阿維菌素對照品溶液；取3份3#樣品溶液分別加入6，8，10 μg/mL的阿維菌素對照品溶液；取3份7#樣品溶液分別加入8，10，12 μg/mL的阿維菌素對照品溶液。分別采集其紫外光譜數(shù)據(jù)，用子空間算法計算阿維菌素對照品在1#，3#，7#樣中的添加量，并與實際添加量進行比較，計算回收率，結(jié)果見表3。由表3可知，子空間算法計算的對照品添加量與對照品實際添加量接近，回收率為98.80%～101.67%，可見所建方法的準確度較高。

表3　回收試驗結(jié)果

3　結(jié)語

利用斜投影方法提取待測組分的純光譜，然后結(jié)合子空間夾角判據(jù)計算農(nóng)藥樣品中阿維菌素的含量。通過建立對照品數(shù)據(jù)庫、樣品數(shù)據(jù)庫和本底數(shù)據(jù)庫采用向量子空間夾角算法進行計算，計算結(jié)果與液相色譜測定結(jié)果相近，方法精密度、準確度較高，縮短了分析時間，適合于大批量樣品的快速在線分析。

［1］ 何紅梅，趙華，張春榮.超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定水稻基質(zhì)中阿維菌素殘留量［J］.分析化學，2012（1）: 140-144.

［2］ 李晶，董豐收，劉新剛.高效液相色譜檢測梨中阿維菌素殘留方法研究［J］.農(nóng)藥科學與管理，2008（2）: 17-20.

［3］ 樊瑋，湯鋒，岳永德.薄層色譜法分析茶葉中高效氯氟氰菊酯和聯(lián)苯菊酯農(nóng)藥殘留［J］.分析儀器，2010（2）: 36-39.

［4］ 曾甜玲，溫志渝，溫中泉.基于紫外光譜分析的水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)研究進展［J］.光譜學與光譜分析，2013（4）: 1 098-1 103.

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［7］ 陳成，粟暉，姚志湘.采用向量-子空間夾角判據(jù)測定醬油中的苯甲酸和山梨酸［J］.中國食品添加劑，2013（5）: 223-227.

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［10］ 粟暉，方鳳，姚志湘，等. HPLC-UV與空間夾角判據(jù)的化妝品中對羥基苯甲酸酯分析［J］.計算機與應用化學，2014，31（5）: 611-614.

［11］ 方鳳，粟暉，姚志湘，等.采用向量扣減方法分析化妝品中對羥基苯甲酸酯［J］.分析測試學報，2013，32（6）: 732-736.

［12］ 姚志湘，蹇華麗，劉煥彬.多變量統(tǒng)計分析中獨立變量數(shù)目的判定方法［J］.華南理工大學學報：自然科學版，2007，35（1）: 123-127.

Rapid Analysis of Abamectin in Pesticide by Oblique Projection Subspace Angle Criterion Method

Liu Jian1， Liu Liu1，2， Wei Yuanyuan1，2， Yang Xiangni1， Su Hui1，2， Yao Zhixiang1，2
（1. Biological and Chemical Engineering Institute， Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou 545006， China；2. Key Laboratory of Green Processing Guangxi Sugar Resources， Liuzhou 545006， China）

Oblique projection-vector subspace angle criterion method was used for rapid determination of abamectin in pesticide. Pure spectral data were extracted from abamectin standards based on oblique projection， the content of abamectin in sample was calculated based on vector subspace angle criterion. The concentration of abamectin was linear with absorbance of pure spectral extracted from oblique projection subspace angle criterion method in the range of 4-14 μg/mL with correlation coefficient of 0.999 4. The addition recovery was 98.80%-101.67%， the relative standard deviation of detection results was less than 2%（n=6）. The sample result determined by the method was close to that detected by HPLC method， and the relative error was less than 2.20%. This method can meet the requriment of analysis of abamectin in pesticide.

vector subspace angle criterion； oblique projection； abamectin； pesticide

O656

A

1008-6145（2016）04-0040-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2016.04.010

*廣西科技計劃項目（桂科攻1355010-15）；柳州市科技計劃項目（2015J030201）

聯(lián)系人：姚志湘；E-mail: zxya@gxut.edu.cn

2016-05-05