日本核污染水排海！如何檢測鑒定輻照？EPR 技術(shù)在輻 照領(lǐng)域應(yīng)用廣泛

8 月 24 日，日本無視國際社會(huì)的強(qiáng)烈質(zhì)疑和反對(duì)，單方面強(qiáng)行啟動(dòng)福島核污染水排海，引發(fā)了全社會(huì)對(duì)可能到來的放射性污染物的擔(dān)憂。據(jù)了解，核污水中含有多種放射性元素，如氚、鍶、鈷和碘等，由于生物富集效應(yīng)，這些放射性污染物最終可能會(huì)隨著各類海產(chǎn)品進(jìn)入人們的口中。

EPR 譜儀的工作原理是測量可變磁場中特定共振頻率下未配對(duì)電子的能級(jí)躍遷。電離輻射可在許多形式的物質(zhì)中產(chǎn)生自由基，比如丙氨酸 CH3CH(NH2)COOH 會(huì)形成自由基，這些自由基可以被 EPR 光譜儀定量地檢測出來。

EPR 技術(shù)與核應(yīng)急醫(yī)療
核技術(shù)作為一種高科技技術(shù)，已應(yīng)用到工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域，但是人類利用核能技術(shù)的同時(shí)也增加了核事故、輻射事故等潛在威脅。2011 年 3 月 11 日的福島核事故與昨日日本福島排放核污水事件，再一次使人們清醒地認(rèn)識(shí)到，在核事故發(fā)生后，快速有效的劑量重建可以對(duì)人群的受照水平進(jìn)行篩查，從而進(jìn)行合理有效的醫(yī)學(xué)應(yīng)急處理。

核事故產(chǎn)生的電離輻射除了使受照者的骨髓、胃腸系統(tǒng)損傷外，還會(huì)誘導(dǎo)身體的鈣化組織、角質(zhì)層產(chǎn)生自由基，而且在這些組織中的自由基遠(yuǎn)比在其它生物組織中的自由基壽命長,如在常溫下,電離輻射產(chǎn)生的 CO2-自由基在牙齒化石中能存活 10 7年。基于此，電子順磁共振技術(shù)可檢測電離輻射誘導(dǎo)產(chǎn)生的自由基，作為一種成熟的輻射劑量測定技術(shù)，可在較短時(shí)間內(nèi)（≤10 min）得到吸收完成生物樣品的劑量測量與重建。

EPR 技術(shù)與食品輻照

《輻照食品通用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定輻照處理的安全劑量在 10 kGy 以下，這也是各國長期以來在進(jìn)行食品輻照處理中所遵循的安全劑量。高于 10 kGy 的劑量可以完全殺菌，產(chǎn)品需要再進(jìn)行氣密性處理防止再次污染，并在常溫下存儲(chǔ)。歐洲聯(lián)盟（歐盟）指令明確規(guī)定，輻照食品以及含有輻照成分的食品（無論其百分比如何）都必須貼上輻照標(biāo)簽。

為了更好地加強(qiáng)輻照食品的規(guī)范管理，選擇一種合適的輻照食品的檢測方法顯得尤為重要。食品在電離輻射作用下會(huì)使得內(nèi)部化合物的共價(jià)鍵發(fā)生均裂而產(chǎn)生大量自由基，輻照食品的物理檢測方法主要檢測在輻照食品產(chǎn)生的自由基或者被固體物質(zhì)俘獲的電子，在不產(chǎn)生自由基和激發(fā)電子的前提下估計(jì)輻照吸收的劑量。基于此，電子順磁共振技術(shù)就是強(qiáng)有力的檢測手段。EPR 技術(shù)能依靠檢測輻照產(chǎn)生的長壽命自由基來對(duì)輻照食品進(jìn)行鑒定，是被歐盟認(rèn)可的檢測輻照食品的有效方法，并有根據(jù)各種輻照食品制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

輻照食品相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)如下：

根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 輻照食品鑒定 電子自旋共振波譜法》，針對(duì)于含骨類動(dòng)物食品，當(dāng) g1=2.002±0.001，g2=1.998±0.001 時(shí)，可判定樣品經(jīng)過輻照處理（g1和 g2 分別指示 EPR 圖譜上出現(xiàn)的不對(duì)稱信號(hào)）。當(dāng) g=2.005±0.001 時(shí),無法判定樣品是否經(jīng)過輻照處理。

下圖所示為國家標(biāo)準(zhǔn) GB 31642-2016 中的某豬排在輻照前后的 EPR 波譜對(duì)比圖。

目前，針對(duì)輻照后的中藥及其制劑進(jìn)行檢測的規(guī)范方法僅有國家食品藥品監(jiān)督管理總局于 2015 年公布的《中藥輻照滅菌技術(shù)指導(dǎo)原則》，其中使用的檢測技術(shù)是參考輻照食品的光釋光法和熱釋光檢測方法。而 EPR 技術(shù)是檢測輻照后產(chǎn)生的長壽命自由基的有效方法，并且操作簡單、檢測迅速、具有較高重現(xiàn)性，值得在中藥輻照檢測領(lǐng)域做檢測技術(shù)的補(bǔ)充推廣。下圖所示為某中草藥在輻照前后的 EPR 波譜對(duì)比圖。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《使用丙氨酸-EPR 劑量測量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方法》（GB/T 16639-2008），丙氨酸-EPR 劑量測量系統(tǒng)提供了一種可靠的吸收劑量測量方法，依賴于丙氨酸晶體受電離輻射照射后產(chǎn)生的特有的穩(wěn)定自由基。用 EPR 波譜法測量自由基的濃度是一種非破壞性的分析方法。丙氨酸劑量計(jì)能反復(fù)測讀，可用于劑量檔案保存。

丙氨酸 EPR 劑量測量系統(tǒng)可作為參考標(biāo)準(zhǔn)和傳遞標(biāo)準(zhǔn)。也可作為輻射應(yīng)用中(包括：醫(yī)療保健產(chǎn)品和藥品的滅菌消毒、食品輻照、聚合物改性、醫(yī)學(xué)治療和材料的輻射損傷研究等方面)的工作劑量測量系統(tǒng)。

國儀量子電子順磁共振波譜儀

料物理、生物醫(yī)療、食品、工業(yè)領(lǐng)域有著重要而廣泛的應(yīng)用。