专利名称：基于esr法的辐照产品鉴别方法
技术领域：
本发明涉及一种鉴别辐照产品的方法，尤其是一种利用ESR (电子自 旋共振)技术鉴别使用纸材进行包装的包装内的产品是否被辐照的方法， 具体地说是一种通过鉴别产品的包装辐照与否，间接地判定产品辐照与否 的基于ESR法的辐照产品鉴别方法。
技术背景高能辐射技术被喻为绿色加工技术。近10年来，它正以快速、无污 染、无残毒、不损坏包装、节能等独特优势在食品卫生、粮食保藏、医疗 器械灭菌、卫生用品消毒方面发挥越来越重要的作用。我国有13亿人口， 31万个医疗卫生机构，医疗用品使用量位全球之首；粮食年产5万亿吨， 仅战备粮储备就达9000万吨，按正常粮食贮藏损失率10%计，绝对量也上 千万吨；加之近几年食源性疾病的流行，SAS和禽流感的肆虐，食品安全和 医疗保障已成为政府和民众当前关注度最高的两大"民生问题"。因此，作 为直接服务于食品安全和健康的辐射技术，潜在市场巨大。随着辐照产品进入千家万户，辐照产品质量监管，消费者的知情权和 选择权问题已不容回避。但至今辐照产品仍缺泛有效的鉴别方法。该产品 是否经过辐照处理？是否符合辐照产品标准？企业和用户无从查起，只能 由辐照单位自己报告。目前可用于检测辐照食品的有电子自旋共振法(ESR)、高效液相色 谱法(HLCP)、气质联机法、热释光发光法(TL)、激光成像检测法、DNA 裂解产物检测法等九种方法。其中电子自旋共振法(ESR)是鉴别辐照产品 的有效方法。其原理是有机物、 一些生物固体材料、高分子材料等受电 离辐射后，会因电离作用产生不配对电子的基团或分子(R.)，即自由基， 产生的自由基数量随辐照吸收剂量的增加而增加。电子自旋共振(ESR)波谱技术能检测出这些自由基，从而反映产品辐照与否。欧盟业已颁布"含纤维素辐照食品的鉴别——ESR光谱法""含骨类食品的鉴别——ESR光谱 法"标准，该法在鱼猪牛骨和干果、壳、皮、种子等固态样品的鉴别中已 取得成功。我国去年也制定了农业行业标准"动物源性食品辖照的鉴别一 一ES敝"。但以上种种方法都需从产品中取样，因而是针对一类或具体食品的辐 照鉴别方法。产品种类成千上万，不可能去建立那么多方法。医疗用品的 辐照及其剂量的检测问题至今未解决。医疗用品的卫生安全直接涉及人民 的健康和生命，而辐照灭菌是最后的把关手段。 一旦漏照，势必产生医疗 事故，后果不堪设想；实际应用上述方法时，由于样品的种类多，而前处 理方法单一，误判率较高(超过10%)。因此，有必要寻求一种普遍适用的、 可靠的、简便的辐照产品鉴别方法。商品在生产、流通过程中离不开包装，如能鉴别产品包装辐照与否， 也就间接地反映产品的辐照历史。纸制包装是食品、医疗用品等众多商品 的主要包装材料，纸制包装包装的最后工序是用胶带封箱。前人业已证明， 辐照能在纤维素、木素、聚丙烯中产生稳定的自由基。申请人经过大量实验表明，高能射线(Y、电子束)辐照产品包装(高 能辐射)能在纸制包装材料(主要是纤维素和木素)和胶带(主要是聚丙 烯和丙烯酸酯)中同时产生特征自由基，在3个月后仍能检测到辐照诱导 的ESR信号。因此可用ESR方法在产品拆包前检测纸制包装材料和胶带(聚 丙烯)是否经过辐照，从而验证包装内的产品辐照与否。 发明内容本发明的目的是针对现有检测辐照产品方法需从产品中取样，因而通 用性差的问题，发明一种适应性广，简单易行的、突出了产品包装特点的 基于E S R法的辐照产品鉴别方法。本发明的技术方案是一种基于ESR法的辐照产品鉴别方法，其特征是第一步，选取未经拆封的纸制包装，撕开胶带并拆包，同时取撕下的胶带和纸制包装内壁的纸材作为鉴材；第二步，制样，使用低温冷冻干燥方法去除鉴材中的水分，然后将其 剪碎，将重量相等的胶带鉴材和纸制包装鉴材分别装入ESR测量管中；第三步，用ESR波谱仪进行测定以获取其波谱图；第四步，解谱，对所测得的波谱图进行解谱，计算波谱分裂因子g;第五步，判定如果纸制包装内壁鉴材的ESR波谱特征结构是在主 谱右边出现一个向下肩峰g纸右=1.9990~2.0000，且胶带鉴材的ESR波谱特 征结构是出现两个主峰，g胶尸2.0320 2.0370， g胶2=2.0022~2.0034,则可 判定为该包装箱中的产品为己辐照产品；如有任一条件不满足则不能确定 该包装箱中的产品辐照与否。所述的ESR波谱仪的测定条件是微波频率X波段，功率为20mW; 磁场中心磁场348mT，扫描宽度士10mT;信号通道调制频率100kHz， 调制振幅0.2mT，时间常数40ms，扫描速率15 mT/min，增益5.0xl04;本发明的有益效果1、 该方法可操作性、实用性强。 一般操作人员都可以取样，样品携带、 邮寄不影响测定结果。有设备当时测定，无仪器事后委托检测也可。该方 法适用于监管部门、用户、医院、企业、个人等使用。2、 采用同一种方法检测同一产品上的两种来源样品，互相比对，从而 提高了判定的准确率，阳性判定准确率应为100°/。。3、 该方法检测过程简便，方法简单，判定速度快。对大多数样品，不 必进行干燥处理，20分钟即可完成整个判定过程。4、 具有普遍适用性。凡是具有纸制包装的产品，无论是食品还是医疗 用品，原料还是成品，都可以采用一种方法进行判定。5、 待检测样品的来源一致性强，便于实验室重复、验证。6、 包装是所有产品的共同属性，而纸质包装和聚丙烯型胶带由于其质 轻、无毒无味、环保、使用范围广的特性被广泛用作商品尤其是食品和医 疗用品的外包装。对同一产品包装——纸制包装中的两种来源样品(胶带 和纸材)平行取样，采用ESR方法分别检测，互相验证，从而避免了抽取单一样品检测结果的不确定性。
图1是本发明的未辐照与辐照纸制包装的ESR波谱图。 图2是本发明的未辐照与辐照胶带的ESR波谱图。
具体实施方式
如图1、 2所示。一种基于ESR法的辐照产品鉴别方法，它包括以下步骤第一步，选取未经拆封的纸制包装。撕开胶带，拆包。同时取出该胶 带和纸制包装内壁样品若干量；第二步，制样。使用低温冷冻干燥方法去除胶带和纸制包装样品中的 水分，剪碎，称量等重的样品，分别装入ESR测量管中；第三步，用ESR波谱仪测定。测定条件微波频率X波段，功率为 20mW;磁场中心磁场348mT，扫描宽度士10mT;信号通道调制频率 100kHz，调制振幅0.2mT，时间常数40ms，扫描速率15 mT/min，增益5.0X104;第四步，解谱。分析波谱图，计算波谱分裂因子g。纸制包装样品辐照后的ESR波谱特征结构在主谱右边出现一个向下 肩峰g纸右-1.9990 2.0000;如图1所示。胶带样品辐照后的ESR波谱特征结构出现两个主峰，g w ，2.0320 2.0370， g胶2=2.0022 2.0034;如图2。第五步，判定。胶带和纸制包装样品同时满足步骤4的ESR波谱特征， 则包装内产品为已辐照样品，否则不能确定产品辐照与否，需进一步进行 专项验证或由产品生产商提供相关的证明材料。实例一。选取未经拆封的纸制包装。撕开胶带，拆包，取出该胶带和纸制包装 内壁样品若干量，低温冷冻干燥后剪碎，称量等重的样品，分别装入ESR 测量管中；用ESR波谱仪测定。测定条件(微波频率X波段，功率为20 mW;磁场中心磁场348mT，扫描宽度土10mT;信号通道调制频率100kHz,调制振幅0.2 mT，时间常数40 ms，扫描速率15 mT/min，增益5.0xl04);纸制包装样品的ESR波谱特征:在主谱右边出现一个向下肩峰g纸;^1.9990， 胶带样品的ESR波谱特征出现两个主峰，g胶产2.0320 ， g胶尸2.0022，包装内产品为已辐照样品。 实例二。选取未经拆封的纸制包装。撕开胶带，拆包，取出该胶带和纸制包装 内壁样品若干量，低温冷冻干燥后剪碎，称量等重的样品，分别装入ESR 测量管中；用ESR波谱仪测定。测定条件(微波频率X波段，功率为20 mW;磁场中心磁场348mT，扫描宽度士10mT;信号通道调制频率100 kHz，调制振幅0.2 mT，时间常数40 ms，扫描速率15 mT/min，增益5.0xl04); 纸制包装样品的ESR波谱特征在主谱右边出现一个向下肩峰g . =1.9996， 胶带样品的ESR波谱特征出现两个主峰，g胶,=2.0333 ， g胶产2.0026，包 装内产品为己辐照样品。实例三。选取未经拆封的纸制包装。撕开胶带，拆包，取出该胶带和纸制包装 内壁样品若干量，低温冷冻干燥后剪碎，称量等重的样品，分别装入ESR 测量管中；用ESR波谱仪测定。测定条件(微波频率X波段，功率为20 mW;磁场中心磁场348mT，扫描宽度土10mT;信号通道调制频率100 kHz，调制振幅0.2 mT，时间常数40 ms,扫描速率15 mT/min，增益5.0xl04); 纸制包装样品的ESR波谱特征在主谱右边出现一个向下肩峰g纸;t尸2.0000， 胶带样品的ESR波谱特征出现两个主峰，g胶,=2.0370 ， g胶产2.0034，包 装内产品为已辐照样品。实例四。选取未经拆封的纸制包装。撕开胶带，拆包，取出该胶带和纸制包装 内壁样品若干量，低温冷冻干燥后剪碎，称量等重的样品，分别装入ESR 测量管中；用ESR波谱仪测定。测定条件(微波频率X波段，功率为20 mW;磁场中心磁场348mT，扫描宽度士10mT;信号通道调制频率100 kHz，调制振幅0.2 mT，时间常数40 ms，扫描速率15 mT/min，增益5.0xl04);纸制包装样品的ESR波谱的主谱右边未出现一个向下肩峰，胶带样品的 ESR波谱未出现两个特征主峰，包装内产品不能确定为辐照样品。 实例五。选取未经拆封的纸制包装。撕开胶带，拆包，取出该胶带和纸制包装 内壁样品若干量，低温冷冻干燥后剪碎，称量等重的样品，分别装入ESR 测量管中；用ESR波谱仪测定。测定条件(微波频率X波段，功率为20 mW;磁场中心磁场348 mT，扫描宽度士10mT;信号通道调制频率100 kHz，调制振幅0.2 mT，时间常数40 ms，扫描速率15 mT/min,增益5.0xl04); 纸制包装样品的ESR波谱特征在主谱右边出现一个向下肩峰，g纸右 =2.0002，胶带样品的ESR波谱特征出现两个主峰，g K1=2.0390 ， g胶 2=2.0020，包装内产品不能确定为已辐照样品。本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1、一种基于ESR法的辐照产品鉴别方法，其特征是第一步，选取未经拆封的纸制包装，撕开胶带并拆包，同时取撕下的胶带和纸制包装内壁的纸材作为鉴材；第二步，制样，使用低温冷冻干燥方法去除鉴材中的水分，然后将其剪碎，将重量相等的胶带鉴材和纸制包装鉴材分别装入ESR测量管中；第三步，用ESR波谱仪进行测定以获取其波谱图；第四步，解谱，对所测得的波谱图进行解谱，计算波谱分裂因子g；第五步，判定如果纸制包装内壁鉴材辐照后的ESR波谱特征结构是在主谱右边出现一个向下肩峰g纸右＝1.9990～2.0000，且胶带鉴材辐照后的ESR波谱特征结构是出现两个主峰，g胶1＝2.0320～2.0370，g胶2＝2.0022～2.0034，则可判定为该包装中的产品为已辐照产品；如有任一条件不满足则不能确定该包装中的产品辐照与否。
2、 根据权利要求1所述的基于ESR法的辐照产品鉴别方法，其特征是所述 的ESR波谱仪的测定条件为微波频率X波段，功率为20 mW;磁场 中心磁场348 mT，扫描宽度士10mT;信号通道调制频率100kHz，调制振 幅0.2mT，时间常数40ms，扫描速率15 mT/min，增益5.0x104。
3、 根据权利要求1所述的鉴别辐照产品的方法，其特征是同时检测同一包装 中的胶带和纸材。
全文摘要
一种基于ESR法的辐照产品鉴别方法，其特征是它包括提取包装箱胶带、纸制包装内壁作为鉴材和用ESR测量仪获得它们的波谱图，对波谱图进行解析以判定其是否具有辐照所诱导的特征谱。本发明采用ESR方法检测胶带与纸制包装辐照与否，互相验证，大大提高了判别产品是否辐照的准确性。该方法对于政府监管部门、企业甚至消费者判定食品和医疗用品辐照质量安全具有重要意义。
文档编号G01N24/10GK101241089SQ20081001961
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者婷 刘, 赵永富 申请人:江苏省农业科学院