8月24日，日本無(wú)視國(guó)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(lái)的放射性污染物的擔(dān)憂(yōu)。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(lèi)海產(chǎn)品進(jìn)入人們的口中。

EPR技術(shù)與輻照檢測(cè)

在日常生活中，可控、低劑量的輻照具有廣泛應(yīng)用，例如食品輻照、中藥輻照、醫(yī)療器械輻照。那么，我們?cè)撊绾闻袛嗍称坊蛩幤肥欠癖环派湫晕镔|(zhì)輻照？被輻射的劑量有多大？

在國(guó)標(biāo)中，電子順磁共振波譜儀就是重要的檢測(cè)方法之一。電子順磁共振波譜（Electron Paramagnetic Resonance，EPR），亦稱(chēng)“電子自旋共振” (ESR)，長(zhǎng)期以來(lái)被用作研究輻射效應(yīng)的定量工具，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有ISO/ASTM 51607，GB/T 16639-2008等。

EPR譜儀的工作原理是測(cè)量可變磁場(chǎng)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(cè)出來(lái)。

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(lèi)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(zhǎng),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107年。基于此，電子順磁共振技術(shù)可檢測(cè)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(cè)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(cè)量與重建。

EPR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)有研究表明EPR在牙齒、指甲和頭發(fā)等生物樣品的輻射劑量重建中應(yīng)用廣泛，此外在其它物品的附屬物上的劑量重建也有一定應(yīng)用。例如EPR技術(shù)可以對(duì)口腔內(nèi)未處理過(guò)的牙齒樣本進(jìn)行測(cè)量，這使在體輻射劑量評(píng)估成為可能。其優(yōu)勢(shì)在于可以適用于急性輻射損傷人員的快速劑量估算，并可以適用于“潛在顯著照射”（≥2. 0 Gy ）。目前，EPR在不同樣品的輻射劑量重建中的準(zhǔn)確性仍需進(jìn)一步研究。

EPR技術(shù)與食品輻照

食品輻照是利用電離輻照（60Co或137Cs放射源產(chǎn)生的γ射線(xiàn)、電子加速器產(chǎn)生的電子束或5 MeV以下的X射線(xiàn)）對(duì)食品或其他農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行加工處理。由于射線(xiàn)具有穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以在不破壞農(nóng)產(chǎn)品原包裝的情況下直接進(jìn)行輻照加工處理，從而達(dá)到殺蟲(chóng)滅菌、防止霉變、延緩成熟和抑制發(fā)芽的目的。

《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(guó)長(zhǎng)期以來(lái)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(wú)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(cè)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(cè)方法主要檢測(cè)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?；诖?，電子順磁共振技術(shù)就是強(qiáng)有力的檢測(cè)手段。EPR技術(shù)能依靠檢測(cè)輻照產(chǎn)生的長(zhǎng)壽命自由基來(lái)對(duì)輻照食品進(jìn)行鑒定，是被歐盟認(rèn)可的檢測(cè)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)如下：

根據(jù)《食品安全國(guó)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(lèi)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(guò)輻照處理（g1和g2 分別指示EPR圖譜上出現(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)信號(hào)）。當(dāng)g=2.005±0.001時(shí),無(wú)法判定樣品是否經(jīng)過(guò)輻照處理。

下圖所示為國(guó)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。

（a）未輻照豬排的EPR波譜圖，（b）輻照1.0 kGy豬排的EPR 波譜圖（選自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 31642-2016）

EPR技術(shù)與中藥輻照

中藥輻照加工是核技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，與食品輻照加工類(lèi)似，均利用電離輻射射線(xiàn)與物質(zhì)作用產(chǎn)生的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)達(dá)到殺蟲(chóng)滅菌、防止霉變、保持營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及延長(zhǎng)貨架期等目的。自從輻照滅菌法被納入國(guó)家藥典，輻照滅菌法就快速成為了我國(guó)中藥原藥材、飲片、輔料、中成藥制劑生產(chǎn)企業(yè)的青睞對(duì)象。

目前，針對(duì)輻照后的中藥及其制劑進(jìn)行檢測(cè)的規(guī)范方法僅有國(guó)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(cè)技術(shù)是參考輻照食品的光釋光法和熱釋光檢測(cè)方法。而EPR技術(shù)是檢測(cè)輻照后產(chǎn)生的長(zhǎng)壽命自由基的有效方法，并且操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)迅速、具有較高重現(xiàn)性，值得在中藥輻照檢測(cè)領(lǐng)域做檢測(cè)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。

某中草藥在輻照前后的EPR波譜對(duì)比圖

EPR技術(shù)與輻照劑量鑒定

EPR技術(shù)可檢測(cè)丙氨酸劑量計(jì)（輻照劑量標(biāo)準(zhǔn)品)中的丙氨酸自由基，從而有效鑒定其所受輻照劑量。如：輻照廠(chǎng)商可使用丙氨酸劑量計(jì)對(duì)輻照劑量進(jìn)行質(zhì)控鑒定;醫(yī)院放射科或輻照站工作人員可長(zhǎng)期隨身配置丙氨酸劑量計(jì)，使用EPR檢測(cè)長(zhǎng)期所受輻照劑量，研究該行業(yè)職業(yè)病與輻照關(guān)系，為職業(yè)病防治奠定基礎(chǔ)。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《使用丙氨酸-EPR劑量測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方法》（GB/T 16639-2008），丙氨酸-EPR劑量測(cè)量系統(tǒng)提供了一種可靠的吸收劑量測(cè)量方法，依賴(lài)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(cè)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(cè)讀，可用于劑量檔案保存。

丙氨酸劑量計(jì)輻照6kGy吸收劑量的EPR波譜

丙氨酸EPR劑量測(cè)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(cè)量系統(tǒng)。

國(guó)儀量子電子順磁共振波譜儀

國(guó)儀量子目前已推出具有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，商用化的X波段電子順磁共振波譜儀全系列產(chǎn)品：X波段脈沖式電子順磁共振波譜儀EPR100、X波段連續(xù)波電子順磁共振波譜儀EPR200-Plus、臺(tái)式電子順磁共振波譜儀EPR200M；并向前沿高端技術(shù)的高頻譜儀進(jìn)軍，研發(fā)出了W波段脈沖式電子順磁共振波譜儀EPR-W900。在化學(xué)、環(huán)境、材料物理、生物醫(yī)療、食品、工業(yè)領(lǐng)域有著重要而廣泛的應(yīng)用。