Разработка колориметрической сенсорной системы и прогностическое моделирование для быстрого обнаружения хлорпирифоса

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 (R_c²), набора прогнозирования (R_p²), а также среднеквадратичных ошибок калибровки (RMSEC) и прогнозирования (RMSEP). Модель регрессии методом частичных наименьших квадратов (PLS) достигла значений R_c² = 0.9975, RMSEC = 1.3383 мг/кг, R_p² = 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.

1. 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.

2. R. Tegekanya, A. Wenaty, B. Chove, H. Mbwana, Asian Food Sci. J., 2, No. 24, 52–64 (2025), doi: 10.9734/AFSJ/2025/V24I2772.

3. M. Beglaryan, T. Kareyan, M. Khachatryan, B. Harutyunyan, D. Pipoyan, Foods, 14, No. 16, 2871 (2025), doi: 10.3390/FOODS14162871.

4. 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.

5. D. Lopez, P. Connolly, J. Pschierer, Lebensmittelchemie, S3, No. 78, 3–133 (2024), doi: 10.1002/LEMI.202459114.

6. A. Effat, S. Mohammad, J. Chromatography B., 1232, 123961 (2024), doi: 10.1016/j.jchromb.2023.123961.

7. Y. Z. Dong, J. P. Zhao, L. Wu, Y. P. Chen, Food Chem., 446, 138847 (2024), doi: 10.1016/j.foodchem.2024.138847. 724-9

8. 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.

9. 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.

10. J. Liu, L. Li, X. Y. Chen, J. Chen, Microchem. J., 212, 113197 (2025), doi: 10.1016/J.MICROC.2025.113197.

11. 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.

12. 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.

13. M. I. Hossain, M. A. Hasnat, Heliyon., 9, e19299 (2023), doi: 10.1016/J.HELIYON.2023.E19299.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. S. S. Athira, G. Louis, P. Keerthana, V. Anitha, Critical Rev. Toxic., 6, No. 52, 11–18 (2022), doi: 10.1080/10408444.2022.2122770.

19. Rishabh, M. Rani, U. Shanker, B. S. Kaith, J. Environ. Chem. Eng., 2, No. 13, 115894 (2025), doi: 10.1016/J.JECE.2025.115894.

20. H. Shantiaei, M. Roushani, F. Mohammadi, Sens. and Bio-Sens. Res., 50, 100922 (2025), doi: 10.1016/J.SBSR.2025.100922.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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.

27. M. Sheikh, H. Shekarchizadeh, Front. Sustain. Food Systems, 8, 1454082 (2024), doi: 10.3389/FSUFS.2024.1454082.

28. 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.

29. 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.

30. 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.

31. 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.

32. F. Rafael, R. D. Mercedes, L. Diego, G. Juan, H. B. Antonio, Agronomy, 11, No. 4, 666 (2021), doi: 10.3390/agronomy11040666.

33. M. E. Maouardi, K. D. Braekeleer, A. Bouklouze, Y. V. Heyden, Food Control, 165, 110671 (2024), doi: 10.1016/J.FOODCONT.2024.110671.