zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2419Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESРазработка колориметрической сенсорной системы и прогностическое моделирование для быстрого обнаружения хлорпирифосаDevelopment of a Colorimetric Sensing System and Predictive Modeling for Fast Chlorpyrifos DetectionLiW.LiWen

Пекин

Beijing

leewen2012@163.comXiaoH.XiaoHongbing

Пекин

Beijing

x.hb@163.comПекинская ключевая лаборатория технологий больших данных для обеспечения безопасности пищевых продуктов; Пекинский технологический и коммерческий университетКитайBeijing Key Laboratory of Big Data Technology for Food Safety; School of Computer and Artificial Intelligence, Beijing Technology and Business UniversityChina202628092026935724724Copyright © Li W., Xiao H., 20262026Li W., Xiao H.Li W., Xiao H.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/2419

Для быстрого количественного определения хлорпирифоса разработана методика, объединяющая колориметрическую спектроскопию и хемометрику. На основе молекулярной структуры хлорпирифоса в качестве колориметрических реагентов выбраны хлорид палладия и резорцин, а в качестве растворителей для хлорида палладия – соляная и уксусная кислоты. Созданы три колориметрические системы для реакции с хлорпирифосом различных концентраций. При сравнении спектров поглощения после колориметрических реакций установлено, что раствор хлорида палладия в уксусной кислоте является наиболее эффективным колориметрическим реагентом, способным различать сигналы поглощения при концентрациях хлорпирифоса 0.01 мг/кг. Для 50 образцов хлорпирифоса (0.01–88 мг/кг) оптимальная модель выбрана путем оценки ключевых параметров: коэффициентов детерминации калибровочного набора (Rc2), набора прогнозирования (Rp2), а также среднеквадратичных ошибок калибровки (RMSEC) и прогнозирования (RMSEP). Модель регрессии методом частичных наименьших квадратов (PLS) достигла значений Rc2 = 0.9975, RMSEC = 1.3383 мг/кг, Rp2 = 0.9948 и RMSEP = = 1.8614 мг/кг. Эта чувствительность соответствует пределам обнаружения, установленным для некоторых пищевых продуктов в китайском национальном стандарте GB2763-2021. Метод обладает эксплуатационной безопасностью, требует всего 2 мин для колориметрической реакции и обеспечивает практическую основу для разработки приборов обнаружения других серосодержащих органофосфорных пестицидов.

For rapid quantitative detection of chlorpyrifos, an enhanced technique integrating colorimetric spectroscopy and chemometrics was created. Based on the molecular structure of chlorpyrifos, palladium chloride and resorcinol were selected as colorimetric reagents, with hydrochloric acid and acetic acid used as solvents for palladium chloride, respectively. Three distinct colorimetric systems were constructed to react with chlorpyrifos at varying concentrations. By comparing the absorbance spectra after the colorimetric reactions, the palladium chloride-acetic acid solution was idjentified as the most effective colorimetric reagent, capable of distinguishing absorbance signals for chlorpyrifos concentrations as low as 0.01 mg/kg. For 50 chlorpyrifos samples (0.01–88 mg/kg), the optimal model was selected by evaluating four key parameters: the determination coefficients of the calibration set (Rc2) and the prediction set (Rp2), together with the root mean square errors of calibration (RMSEC) and prediction (RMSEP). The partial least squares (PLS) regression model achieved Rc2 = 0.9975, RMSEC = 1.3383 mg/kg, Rp2 = 0.9948, and RMSEP = 1.8614 mg/kg. This sensitivity meets the detection limits specified for certain food products in the Chinese National Standard GB 2763-2021. The method is operationally safe, requires only 2 minutes for the colorimetric reaction, and provides a practical basis for developing detection instruments for other sulfur-containing organophosphorus pesticides.

хлорпирифосколориметрическая сенсорная системабыстрое обнаружениехлорид палладияchlorpyrifoscolorimetric sensing systemfast detectionpalladium chlorideThis work was supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 61473009).ReferencesW. J. Li, J. L. Chen, F. Z. Linli, X. G. Chen, Y. K. Huang, X. Yang, Food Chem. X, 20, 101014 (2023), doi: 10.1016/J.FOCHX.2023.101014.W. J. Li, J. L. Chen, F. Z. Linli, X. G. Chen, Y. K. Huang, X. Yang, Food Chem. X, 20, 101014 (2023), doi: 10.1016/J.FOCHX.2023.101014.R. Tegekanya, A. Wenaty, B. Chove, H. Mbwana, Asian Food Sci. J., 2, No. 24, 52–64 (2025), doi: 10.9734/AFSJ/2025/V24I2772.R. Tegekanya, A. Wenaty, B. Chove, H. Mbwana, Asian Food Sci. J., 2, No. 24, 52–64 (2025), doi: 10.9734/AFSJ/2025/V24I2772.M. Beglaryan, T. Kareyan, M. Khachatryan, B. Harutyunyan, D. Pipoyan, Foods, 14, No. 16, 2871 (2025), doi: 10.3390/FOODS14162871.M. Beglaryan, T. Kareyan, M. Khachatryan, B. Harutyunyan, D. Pipoyan, Foods, 14, No. 16, 2871 (2025), doi: 10.3390/FOODS14162871.X. J. Mao, A. P. Yan, Y. Q. Wan, D. M. Luo, H. S. Yang, J. Agric. and Food Chem., 6, No. 67, 1760–1770 (2019), doi: 10.1021/acs.jafc.8b04980.X. J. Mao, A. P. Yan, Y. Q. Wan, D. M. Luo, H. S. Yang, J. Agric. and Food Chem., 6, No. 67, 1760–1770 (2019), doi: 10.1021/acs.jafc.8b04980.D. Lopez, P. Connolly, J. Pschierer, Lebensmittelchemie, S3, No. 78, 3–133 (2024), doi: 10.1002/LEMI.202459114.D. Lopez, P. Connolly, J. Pschierer, Lebensmittelchemie, S3, No. 78, 3–133 (2024), doi: 10.1002/LEMI.202459114.A. Effat, S. Mohammad, J. Chromatography B., 1232, 123961 (2024), doi: 10.1016/j.jchromb.2023.123961.A. Effat, S. Mohammad, J. Chromatography B., 1232, 123961 (2024), doi: 10.1016/j.jchromb.2023.123961.Y. Z. Dong, J. P. Zhao, L. Wu, Y. P. Chen, Food Chem., 446, 138847 (2024), doi: 10.1016/j.foodchem.2024.138847. 724-9Y. Z. Dong, J. P. Zhao, L. Wu, Y. P. Chen, Food Chem., 446, 138847 (2024), doi: 10.1016/j.foodchem.2024.138847. 724-9L. Q. Ren, W. X. Feng, H. Feng, Z. L. Wang, H. Y. Huang, Y. P. Chen, Food Chem., 386, 132712 (2022), doi: 10.1016/j.foodchem.2022.132712.L. Q. Ren, W. X. Feng, H. Feng, Z. L. Wang, H. Y. Huang, Y. P. Chen, Food Chem., 386, 132712 (2022), doi: 10.1016/j.foodchem.2022.132712.Y. S. Wang, A. M. Abd El-Aty, S. S. Wang, X. Y. Cui, J. Zhao, X. M. Lei, L. Y. Xu, Y. X. She, F. Jin, J. B. Eun, J. H. Shim, J. Wang, M. J. Jin, B. D. Hammock, Food Chem., 413, 135607 (2023), doi: 10.1016/J.FOODCHEM.2023.135607.Y. S. Wang, A. M. Abd El-Aty, S. S. Wang, X. Y. Cui, J. Zhao, X. M. Lei, L. Y. Xu, Y. X. She, F. Jin, J. B. Eun, J. H. Shim, J. Wang, M. J. Jin, B. D. Hammock, Food Chem., 413, 135607 (2023), doi: 10.1016/J.FOODCHEM.2023.135607.J. Liu, L. Li, X. Y. Chen, J. Chen, Microchem. J., 212, 113197 (2025), doi: 10.1016/J.MICROC.2025.113197.J. Liu, L. Li, X. Y. Chen, J. Chen, Microchem. J., 212, 113197 (2025), doi: 10.1016/J.MICROC.2025.113197.H. Bedair, H. A. Rady, A. M. Hussien, M. Pandey, W. Apollon, S. S. Al Kafaas, S. Ghosh, Food Anal. Methods, 7, No. 15, 1–22 (2022), doi: 10.1007/S12161-022-02254-X.H. Bedair, H. A. Rady, A. M. Hussien, M. Pandey, W. Apollon, S. S. Al Kafaas, S. Ghosh, Food Anal. Methods, 7, No. 15, 1–22 (2022), doi: 10.1007/S12161-022-02254-X.Y. X. Liu, T. Tang, L. Linson, S. M. Yang, B. S. Kaur, J. Water Proc. Eng., 56, 104457 (2023), doi: 10.1016/j.jwpe.2023.104457.Y. X. Liu, T. Tang, L. Linson, S. M. Yang, B. S. Kaur, J. Water Proc. Eng., 56, 104457 (2023), doi: 10.1016/j.jwpe.2023.104457.M. I. Hossain, M. A. Hasnat, Heliyon., 9, e19299 (2023), doi: 10.1016/J.HELIYON.2023.E19299.M. I. Hossain, M. A. Hasnat, Heliyon., 9, e19299 (2023), doi: 10.1016/J.HELIYON.2023.E19299.A. Q. Bai, K. H. Peng, W. Guo, X. Y. Su, B. E. Qi, L. X. Luo, W. Peng, L. Y. Zhang, S. R. Li, P. J. Meng, J. Food Comp. and Analysis, 145, 107776 (2025); doi: 10.1016/J.JFCA.2025.107776.A. Q. Bai, K. H. Peng, W. Guo, X. Y. Su, B. E. Qi, L. X. Luo, W. Peng, L. Y. Zhang, S. R. Li, P. J. Meng, J. Food Comp. and Analysis, 145, 107776 (2025); doi: 10.1016/J.JFCA.2025.107776.M. I. Gaviria, K. Barrientos, J. P. Arango, J. B. Cano, G. A. Peñuela, Front. Environ. Sci., 10, 825112 (2022), doi: 10.3389/fenvs.2022.825112.M. I. Gaviria, K. Barrientos, J. P. Arango, J. B. Cano, G. A. Peñuela, Front. Environ. Sci., 10, 825112 (2022), doi: 10.3389/fenvs.2022.825112.Z. X. Zhong, B. C. Pan, Y. Xing, H. L. Xu, M. Zhang, L. Ding, F. L. Cheng, Microchem. J., 218, 115226 (2025), doi: 10.1016/J.MICROC.2025.115226.Z. X. Zhong, B. C. Pan, Y. Xing, H. L. Xu, M. Zhang, L. Ding, F. L. Cheng, Microchem. J., 218, 115226 (2025), doi: 10.1016/J.MICROC.2025.115226.X. Chen, H. C. Huang, S. P. Huang, Q. P. Wu, J. Q. Liu, H. Y. Duan, H. Y. Chen, Anal. Chim. Acta, 1359, 344102 (2025), doi: 10.1016/J.ACA.2025.344102.X. Chen, H. C. Huang, S. P. Huang, Q. P. Wu, J. Q. Liu, H. Y. Duan, H. Y. Chen, Anal. Chim. Acta, 1359, 344102 (2025), doi: 10.1016/J.ACA.2025.344102.S. S. Athira, G. Louis, P. Keerthana, V. Anitha, Critical Rev. Toxic., 6, No. 52, 11–18 (2022), doi: 10.1080/10408444.2022.2122770.S. S. Athira, G. Louis, P. Keerthana, V. Anitha, Critical Rev. Toxic., 6, No. 52, 11–18 (2022), doi: 10.1080/10408444.2022.2122770.Rishabh, M. Rani, U. Shanker, B. S. Kaith, J. Environ. Chem. Eng., 2, No. 13, 115894 (2025), doi: 10.1016/J.JECE.2025.115894.Rishabh, M. Rani, U. Shanker, B. S. Kaith, J. Environ. Chem. Eng., 2, No. 13, 115894 (2025), doi: 10.1016/J.JECE.2025.115894.H. Shantiaei, M. Roushani, F. Mohammadi, Sens. and Bio-Sens. Res., 50, 100922 (2025), doi: 10.1016/J.SBSR.2025.100922.H. Shantiaei, M. Roushani, F. Mohammadi, Sens. and Bio-Sens. Res., 50, 100922 (2025), doi: 10.1016/J.SBSR.2025.100922.A. J. Harrington, X. Y. Huang, C. Q. Wang, X. Y. Tian, Y. Ren, Y. N. Wang, J. Sci. Food and Agric., 15, No. 102, 7323–7330 (2022), doi: 10.1002/JSFA.12098.A. J. Harrington, X. Y. Huang, C. Q. Wang, X. Y. Tian, Y. Ren, Y. N. Wang, J. Sci. Food and Agric., 15, No. 102, 7323–7330 (2022), doi: 10.1002/JSFA.12098.R. J. Ma, Y. L. Zhang, Y. Chen, Y. L. Zhang, Z. Qiu, J. Q. Xiao, Spectrosc. and Spectr. Analysis, (2019), doi: 10.3964/j.issn.1000-0593(2019)03-0923-08.R. J. Ma, Y. L. Zhang, Y. Chen, Y. L. Zhang, Z. Qiu, J. Q. Xiao, Spectrosc. and Spectr. Analysis, (2019), doi: 10.3964/j.issn.1000-0593(2019)03-0923-08.J. M. Thuku, M. I. Kaniu, C. N. Ndung’u, L. W. Kiruri, K. A. Kaduki, LWT, 237, 118742 (2025), doi: 10.1016/J.LWT.2025.118742.J. M. Thuku, M. I. Kaniu, C. N. Ndung’u, L. W. Kiruri, K. A. Kaduki, LWT, 237, 118742 (2025), doi: 10.1016/J.LWT.2025.118742.X. T. Liu, Udit Pant, Natasha Logan, Q. Q. He, Brett Greer, Christopher T. Elliott, C. Cao, Food Chem., 455, 139944 (2024), doi: 10.1016/J.FOODCHEM.2024.139944.X. T. Liu, Udit Pant, Natasha Logan, Q. Q. He, Brett Greer, Christopher T. Elliott, C. Cao, Food Chem., 455, 139944 (2024), doi: 10.1016/J.FOODCHEM.2024.139944.F. B. Yang, S. R. Li, J. T. Ma, Q. Jia, J. Food Comp. and Analysis, 135, 106685 (2024), doi: 10.1016/J.JFCA.2024.106685.F. B. Yang, S. R. Li, J. T. Ma, Q. Jia, J. Food Comp. and Analysis, 135, 106685 (2024), doi: 10.1016/J.JFCA.2024.106685.S. Y. Liu, Z. Q. Liu, L. Chen, R. Li, X. H. Liu, X. Jia, Biosensors & Bioelectronics, 287, 117730 (2025), doi: 10.1016/J.BIOS.2025.117730.S. Y. Liu, Z. Q. Liu, L. Chen, R. Li, X. H. Liu, X. Jia, Biosensors & Bioelectronics, 287, 117730 (2025), doi: 10.1016/J.BIOS.2025.117730.M. Sheikh, H. Shekarchizadeh, Front. Sustain. Food Systems, 8, 1454082 (2024), doi: 10.3389/FSUFS.2024.1454082.M. Sheikh, H. Shekarchizadeh, Front. Sustain. Food Systems, 8, 1454082 (2024), doi: 10.3389/FSUFS.2024.1454082.Y. Liu, T. T. Li, G. J. Yang, Y. Deng, X. B. Mou, N. Y. He, Chin. Chem. Lett., 33, No. 4, 1913–1916 (2022), doi: 10.1016/J.CCLET.2021.11.025.Y. Liu, T. T. Li, G. J. Yang, Y. Deng, X. B. Mou, N. Y. He, Chin. Chem. Lett., 33, No. 4, 1913–1916 (2022), doi: 10.1016/J.CCLET.2021.11.025.Z. Wang, H. Li, C. Jiang, W. Y. Liu, S. Y. Zhang, Y. B. Zhou, K. Liu, Y. Q. Xiao, R. Y. Hou, X. C. Wan, Y. N. Liu, J. Colloid and Interface Sci., 661, 1398–1406 (2024), doi: 10.1016/j.jcis.2024.02.062.Z. Wang, H. Li, C. Jiang, W. Y. Liu, S. Y. Zhang, Y. B. Zhou, K. Liu, Y. Q. Xiao, R. Y. Hou, X. C. Wan, Y. N. Liu, J. Colloid and Interface Sci., 661, 1398–1406 (2024), doi: 10.1016/j.jcis.2024.02.062.Z. C. Yang, B. Li, H. Wu, M. H. Li, J. Fan, M. Y. Chen, J. Long, Environ. Sci. and Poll. Res., 30, 33504– 33515 (2023), doi:10.1007/s11356-022-24604-2.Z. C. Yang, B. Li, H. Wu, M. H. Li, J. Fan, M. Y. Chen, J. Long, Environ. Sci. and Poll. Res., 30, 33504– 33515 (2023), doi:10.1007/s11356-022-24604-2.A. D. Anisa, L. N. T. Putu, S. Hery, Fourth International Seminar on Photonics, Optics, and Its Applications (Isphoa 2020), 11789 (2021), doi:10.1117/12.2589414.A. D. Anisa, L. N. T. Putu, S. Hery, Fourth International Seminar on Photonics, Optics, and Its Applications (Isphoa 2020), 11789 (2021), doi:10.1117/12.2589414.F. Rafael, R. D. Mercedes, L. Diego, G. Juan, H. B. Antonio, Agronomy, 11, No. 4, 666 (2021), doi: 10.3390/agronomy11040666.F. Rafael, R. D. Mercedes, L. Diego, G. Juan, H. B. Antonio, Agronomy, 11, No. 4, 666 (2021), doi: 10.3390/agronomy11040666.M. E. Maouardi, K. D. Braekeleer, A. Bouklouze, Y. V. Heyden, Food Control, 165, 110671 (2024), doi: 10.1016/J.FOODCONT.2024.110671.M. E. Maouardi, K. D. Braekeleer, A. Bouklouze, Y. V. Heyden, Food Control, 165, 110671 (2024), doi: 10.1016/J.FOODCONT.2024.110671.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.