EPR在工业

食品和饮料的氧化稳定性

橄榄油氧化稳定性的定量EPR分析
氧化稳定性是食品相关行业的一个主要问题,并受到许多因素的影响,如氧、温度、金属和光的存在。例如,特级初榨橄榄油(EVOO)的氧化尤其令人感兴趣,因为它在世界各地的分销渠道很复杂,而且它是单独包装的产品(它的最终质量反映生产者的正面或负面)。EVOO的抗氧化性与高水平的单不饱和三酰基甘油和天然酚类抗氧化剂的存在有关。EPR是测定橄榄油在不同温度下强迫氧化过程中自由基生成水平的有效工具。将EPR应用于食品可以揭示可能导致食品质量和变质的自由基反应的重要信息。

将自旋阱(DMPO)加入到40℃的橄榄油样品中检测EPR光谱,模拟实验光谱,并分别模拟三种自由基组分
过氧基、烷氧基、烷基DMPO-自由基加合物的浓度,以及在40℃氧化时从橄榄油中得到的DMPO的氧化形式

抗氧化能力

DPPH清除法测定饮料中的抗氧化活性
抗氧化剂是一种重要的健康保护因子。科学证据表明,抗氧化剂可以降低患包括癌症和心脏病在内的慢性病的风险。DPPH(2,2 -二苯基-1-苦基肼基)是一种自由基,广泛用于测试化合物清除自由基或提供氢的能力,并评估抗氧化活性。DPPH测定方法基于抗氧化剂对DPPH的还原,是一种快速、简单的食品和饮料抗氧化能力测定方法。

用DPPH清除法测定葡萄酒和茶叶样品的抗氧化活性

辐射剂量学

EPR检测到的丙氨酸自由基对应照射剂量
丙氨酸在受电离辐射时形成一种非常稳定的自由基。丙氨酸自由基产生的EPR信号是剂量依赖性的,但与剂量率、能量类型无关,对温度和湿度相对不敏感。因此,丙氨酸剂量法同样适用于伽马射线、电子束或x射线辐照设备。

丙氨酸自由基的EPR信号及参比标记

药物分析

片剂中的乳糖自由基会增强活性药物成分的降解(api)
EPR光谱在药物化合物的分析中有广泛的应用。其中包括原料药的光降解和氧化、杀菌技术(如辐照)的影响、原料药和赋形剂之间的相互作用等。辅料可以引发、传播或参与自由基的化学相互作用,从而影响药物的疗效,EPR对此进行了研究。来自乳糖一水合物的乳糖自由基,用作片剂的填料,与原料药反应,导致增强降解。

食品科学与饮料

家禽和水果的电离辐射产生非常独特的EPR光谱
食品辐照用于减少与食源性病原体有关的健康风险和延长货架期。事实上,电离辐射抑制微生物的分裂,并产生辐射产物和自由基。在干燥的环境中,这些自由基非常稳定。例如,受辐照的家禽骨头或水果可能含有大量的稳定自由基,可以很容易地被EPR检测到。

辐照鸡骨的EPR谱
辐照芒果的EPR光谱

聚合物的研究

EPR检测到的聚乙烯自由基可以预测种植体的早期失效
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)已成为骨科植入物行业的标准衬里材料。由自由基形成引起的聚合物的氧化降解会导致材料和植入物的过早老化和磨损,引起疼痛的炎症。EMXnano能够检测和量化聚乙烯自由基,提供可靠和准确的测量。

两种不同的聚乙烯自由基的EPR谱
数据由剑桥聚合物集团的Gavin Braithwaite博士提供

钻石质量评价

EPR可以检测到金刚石中的N3和单取代氮中心
这是一个明确的技术定量氮中心,因此提供了一个工具颜色分级。它也可以用来区分人造钻石和天然钻石。

不同等级(颜色)金刚石的室温EPR光谱