辐照效应的介绍

1. 辐照效应的介绍

    辐照效应是物质在辐射作用下所产生的一切现象，主要指辐射把能量传递给物质，造成物质性状变化。广义的辐射包括任何以波或运动粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量，有声辐射、热辐射和电磁辐射。一般所指的辐照效应包括激光、微波和电离辐射产生的效应，由于电离辐射对生物或材料的损伤较强，所以狭义上主要指电离辐射造成的效应。电离辐射产生的辐照效应按照辐照作用对象不同，可分为人体和生物辐照效应、材料和器件辐照效应。按照电离辐射类型，辐照效应可分为中子、离子、电子和gamma/X射线辐照效应。

2. 辐照杀菌技术的影响

 1、 辐照目的2、 辐照品种3、 辐照源的强度4、 食品的辐照物理化学效应5、 剂量率6、 安全防护设备 1、 食品种类2、 食品化学组成分及组织结构3、 食品生长发育阶段、成熟状况、呼吸代谢的快慢4、 污染的微生物、虫害等种类与数量 1、 氧气2、 温度 1、 低温下辐照2、 添加自由基清除剂3、 使用辐照增敏剂4、 与其它保藏方法并用5、 选择适宜的辐照装置。

3. 辐照杀菌技术的应用

透过中子吸收，由稳定的钴-59可以产生同位素钴-60。对医学和工业方面的应用，同位素钴-60是x射线管的重要替代物。钴-60发射的γ辐射能量为 1.17和l.33兆电子伏，这两种辐射对检查金属中的缺陷特别有作用。用带有钴射线照相设备的扫描装置扫描，可以揭示金属的内部裂缝、焊接缺陷和非金属夹杂物。同位素钴-60源的优点是小型轻便，无需电源。钴的半衰期为5.27年，因此钴源可长期使用而无需更换。另一方面，射线能量是固定的，强度也不会改变，但x射线机上发出的射线能量和强度是可以改变的。如果用射线照相法给薄样品拍照，用铱-192比较方便。它的半衰期是74.2天，光子能量约0.4 兆电于伏。收获后的马铃薯或洋葱，经过一定的休眠期，就会一齐发芽。这是日常生活中常见的现象。如果在其休眠期间，利用钴-60的伽玛射线进行照射，就可以破坏其发芽组织，保证在半年以上不发芽，而食品的味道和成分决不会因此发生任何变化。另外，辐射的杀伤力可加以利用。污水通常是采用活性污泥法进行处理的。由此产生的沉积物、淤渣泥浆也是十分讨厌的，需要进一步处理。日本用的处理办法是把污泥放到焚烧炉中焚烧。而德国则采用钴-60的伽玛射线进行处理，为此，在慕尼黑附近建造了一个专用的试验场。该试验场一直在工作，每天处理的污泥浆可达100立方米左右。这就是利用辐射杀伤力的一个实例。污泥浆本身含有很多磷、氮等优质肥料。但是另一方面，人们也担心在污泥中隐藏了各种各样的细菌。因此，先要用钴-60的伽玛射线进行辐照灭菌，然后才能用作肥料。在日本，正在研究采用艳-137进行照射的方法，以代替价格比较昂贵的钴-60。放射性同位素的杀伤力的应用，大家比较熟悉的就是在治疗方面，其中之一是对癌症的放射治疗。许多人可能已经听说过，患了癌症的病人要接受钴-60的放射治疗。也就是说，利用放射性杀伤细胞的性能去杀伤癌细胞。利用放射性同位素发出的射线彻底灭菌，是射线杀伤力的一种最直接的利用。这也是大家最容易想到的一种射线应用。尤其是人们经常利用射线对医疗器械进行灭菌消毒。这是另一种典型的以毒攻毒的方法。早期对手术时缝合伤口用的缝线、肠壁缝合线进行消毒。这些缝合线是胶质物，用牛、羊的骨胶或皮胶制成，手术后缝在体内慢慢被消化吸收，不需要拆线。这些原料的来源和本身的性能使得这些缝线容易沾染细菌，再说，它们本身就是蛋白质，不能利用加热的办法来消毒。因此，这种缝线常常会引起感染事故。所以，对耐热性差而又必须灭菌消毒的这类物品，利用射线进行消毒是非常合适的。后来，随着石油化学的发展，塑料制的一次性（用过一次就扔的）医疗器具逐渐增多。因为它具有如下一些优点：可以防止在医院内部引起交叉感染、使用方便、节省人力等。对这些医疗器械的消毒，过去一直采用气体消毒法。可用高温蒸汽，或者利用环氧乙烷气体来进行，但对塑料制品来说，这种消毒法也是不能用的了。采用射线灭菌法进行消毒的物品迅速增加。据说，约有近30%的包装型医疗用具是利用射线进行灭菌消毒的。平时，人们经常能看到用一次就扔掉的注射器。只要把包装用的聚乙烯塑料袋剪开，取出注射器即可扎入胳膊进行注射。像这样，把注射器装进塑料袋后，连同包装一起直接进行消毒，只有辐射灭菌消毒法才具备这种方便的特点。除了注射器和手术用的缝合线可以利用射线进行灭菌消毒以外，还有一些物品，例如插入支气管用的探针导管、手术用的橡皮手套、取血用的采血板、放入子宫的避孕环、人工肾脏透视器等等，也都采用射线消毒技术。此外，无菌实验动物的饲料也可以采用射线进行灭菌消毒。各个国家应用射线消毒的情况也是多种多样的。例如在印度，盘尼西林，四环素等医药品的消毒是采用射线灭菌法。而俄罗斯，甚至认为塑料制的医疗用品、疫苗、血清等等，只有利用射线灭菌消毒法才是唯一可靠、适用的消毒方法。消毒设施的基本原理很简单：里面装有强度很大的钴-60放射源，其周围装有传送带装置；靠着传送带的不断移动，需要消毒的物品缓慢透过钴-60源的旁边，就可以达到灭菌的目的。 ◆50年代首次将辐照杀菌商业性应用于仪器和产品的杀菌；◆陆续有研究报告发表；◆1970年，国际食品辐照项目的联合专家委员会宣布辐照杀菌是安全；◆1981年有辐照食品保健功能的报告发表。1983年食品法典增加了辐照食品标准；◆1986年英国辐照食品和新型食品顾问委员会发布有关的指导原则。在1992年和1997年世界卫生组织两次发布关于辐照食品安全的报告；◆1998年美国食品药品管理局宣布红肉的辐照杀菌是安全的。而此前早已宣布禽肉和海产食品的辐照杀菌是安全的。 联合国粮农组织、卫生组织、国际原子能机构(FAO/WHO/IAEA)在1995粘9月25日公布的世界37个联合国辐照食品标准种，包括10个国家辐照草药的标准，是作为食品管理范畴，其剂量在10－30kGy。而食品方面，由联合国粮农组织、卫生组织、国际原子能机构(FAO/WHO/IAEA)所资助的辐照食品安全性莲荷专家委员会于1980年12月4日批准，为便于实物的贮存，任何食物可用10 kGy以下的剂量辐照，不需要进行毒理学方面的检验。认为食品辐照是一个物理过程，10kGy以下剂量辐照不会引起毒性危害。从已研究的结果结合国际上对西药的辐照研究成果来看，当剂量小于10 kGy时，γ射线辐照对大多数药材中有效成分的影响是可以忽略的。药材中有效成分的辐解主要是水的间接作用引起的，含水量大时有效成分辐解会增大。已鉴定的辐解产物尚未发现对人体有毒，而且这些辐解产物在光解及原药材中也可以或多或少地存在。据有关资料报导，在采用的辐射消毒剂量下，辐射对药品的效应可概括为干燥的药品和油膏对辐射消毒是最稳定的，水溶液药品是最不稳定的。根据大量的文献报导，关于产品灭菌剂量的选择，参照以下的辐照灭菌公式SD=DlogNo/N(SD为灭菌剂量，D为菌的抵抗力，No为灭菌前的染菌数，N为灭菌后的存活菌数)进行计算。美国药典（USP25）规定2.5kGy为有效灭菌剂量。我国卫生部1997年颁发了“60Co中药灭菌标准”，该标准限国内流通中药可用60Co辐照灭菌，规定了允许辐照的药材和中成药的品种和剂量。规定的中药辐照最大吸收剂量标准如下：散剂 3kGy片剂 3kGy丸剂 5kGy中药原料粉 6kGy 用于医药产品的辐射灭菌通常利用60Co辐射线源放出的γ射线。放射线同位素60Co是用高纯金属钴在原子反应堆中辐照后获得，它的物理半衰期是5.26年，按β－形式衰变，衰变时放射出两支能量各为1.17和1.33百万电子伏特的γ射线。γ射线属于电磁波，以光速前进，不受电场或磁场所偏转，对物质的穿透能力很强，属电离辐射。γ射线与微波不同，γ射线频率高达3×1018～3×1021Hz，被辐射分子、原子、离子及电子尚未极化，不随电磁场变化而转动，故不产生热效应。γ射线能量大于分子键能，故可使分子电离和断键，因而杀菌。一般来说，γ射线可使所有蛋白质变性；在溶液中的酶失去活性；脱氧核糖酸在溶液中粘度下降，干燥状态时交联或降解，或两者都有。γ射线杀菌机理分为直接作用和间接作用：(1)直接作用 γ射线直接破坏微生物的核糖核酸、蛋白质和酶而致死。微生物内核糖核酸、蛋白质和酶分子吸收γ射线能量而被激发或电离；激发态分子的共价键断裂或与其它分子反应经电子传递产生自由基；电离分解或其它分子反应，导致微生物分子结构破坏而亡。(2)间接作用 γ射线能量被微生物内生命重要分子周围物质如水吸收而激发或电离，产生激发的水分子、电子水离子，或裂解为氢自由基、羟自由基，由此产生一系列的与核糖核酸、蛋白质、酶进行氧化还原等反应，致微生物死亡。在辐射微生物学中：有些微生物对辐射是敏感的，因为这些微生物不具有修复辐射引起的损伤能力，抗辐射的微生物则能顶住辐射损伤。各种微生物之间，对辐射敏感性差异很大，革兰氏阴性微生物对辐射敏感，有一些革兰氏阳性微生物对辐射异常顽固。牙孢比生长的细胞更能抗辐射，所以带有牙孢物质的灭菌应特别注意。对微生物的致死剂量，还取决于所处环境及其生长周期的哪个阶段，不同阶段对辐射敏感程度不同。一般认为，病毒比细菌芽孢对辐射更具有抵抗力，其抗辐射性能随着微生物个体的减少而增大，芽孢的抗辐射性能按次序比细菌、酵母、霉菌更强些。 1、含有紫菀、锦灯笼、乳香、天竺黄和补骨脂一种以上(含一种)药材的中药辐照灭菌时，最大吸收剂量不得超过3 kGy；含有秦艽、龙胆药材不得用辐照灭菌；2、辐照前需测定样品的染菌量；根据染菌量来确定辐照剂量。3、辐照时尽量采用小包装辐照。包装材料必须耐辐照，同时样品的包装必须满足引起辐照后中药再次污染微生物的要求。4、控制中药的水份，以减少辐解产物的产生。5、对于一些有变化的品种，可以采用多种方法联合灭菌。