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食品および飲料の酸化安定性

定量的EPR解析によるオリーブ油の酸化安定性
酸化安定性は食品関連業界にとって大きな問題であり、酸素、温度、金属の存在、光などの多くの要素に影響を受けます。例えば、エキストラバージンオリーブオイル(EVOO)の酸化は、世界中の流通経路の複雑さと、製品が個別包装されているという実情から、特に関心のある問題となっています(製品の最終品質が生産者にプラスまたはマイナスの影響を与えるためです)。EVOOの酸化耐性は、多価モノ不飽和トリアシルグリセロールと天然のフェノール系酸化防止剤の存在と関係しています。EPRは、様々な温度で強制酸化させたときのオリーブオイル中のフリーラジカルを検出し、生成濃度を測定するのに有用なツールです。EPRを食品分析に適用することで、食品の品質と劣化に関与する可能性があるラジカル反応について、重要な情報が明らかになります。

EPR industry spectrum DMPO
EPR spectrum detected after addition of spin trap (DMPO) to an olive oil sample at 40 C. Experimental spectrum was simulated and each of the three radical components is presented as separate simulation
EPR industry oxidation
Concentrations of peroxyl, alkoxyl, alkyl DMPO-radical adducts, and the oxidized form of DMPO obtained in olive oil during oxidation at 40 C

抗酸化能

飲料中の抗酸化活性を測定するためのDPPH捕捉アッセイ
抗酸化物質は健康を保護する因子として重要な役割を果たしています。抗酸化物質が、がんや心臓病などの慢性疾患のリスクを低減することが科学的エビデンスで示されています。DPPH(2, 2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル)は、フリーラジカル補足剤や水素供与体として作用する化合物の能力を試験し、抗酸化活性を評価するために広く使用されているフリーラジカルです。DPPHアッセイ法は、抗酸化物質によるDPPHの減少に基づいており、食品および飲料の抗酸化能を測定するための迅速かつ簡単な方法です。

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EPR industry antioxidant
Antioxidant activity in wine and tea samples determined by the DPPH scavenging assay

線量測定

EPRによって検出されたアラニンラジカルは照射線量と一致
アラニンは電離放射線にさらされると非常に安定したフリーラジカルを形成します。アラニンのフリーラジカルは、線量に依存して、線量率およびエネルギーの種類には関係なく、温度と湿度に対しては比較的感受性が低い、EPR信号を生成します。そのため、アラニンの線量測定は、ガンマ線、電子線、またはX線照射施設にも同様に適しています。

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EPR industry alanine
EPR signal of Alanine radical and the reference marker

製剤分析

錠剤の賦形剤中のラクトースのラジカルが医薬品有効成分(API)の分解を促進
EPR分光法は医薬品の分析に広く使用されています。例えば、APIの光分解と酸化、照射などによる滅菌技術の効果、APIと賦形剤との相互作用などの分析に使用されています。賦形剤は、薬剤の有効性を損ねる可能性があり、EPRを用いて研究されているラジカルの化学的相互作用を開始、伝播、または関与することがあります。錠剤の賦形剤として使用されるラクトース一水和物に由来するラクトースラジカルは、APIと反応して分解を促進します。

EPR industry pharmaceutical

食品科学と飲料

家禽類や果物の電離放射線は非常に特徴的なEPRスペクトルを生成
食品照射は、食品媒介病原体に関連する健康上のリスクを低減し、賞味期限を延ばすために行われています。実際、電離放射線は微生物の分裂を抑制し、フリーラジカルと放射線分解生成物を生成します。乾燥した環境では、これらのラジカルは非常に安定しています。例えば、照射を受けた家禽類の骨や果物には、EPRで容易に検出できるほど多量の安定ラジカルが含まれることがあります。

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EPR industry spectrum chicken
EPR spectrum of irradiated chicken bone
EPR industry spectrum mango
EPR spectrum of irradiated mango
EPR industry strawberries

ポリマー研究

EPRで検出されたポリエチレンラジカルからインプラントの早期喪失が予測可能
超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)は、整形外科用インプラント業界で標準的な裏装材として使用されています。フリーラジカル生成によって生じるポリマーの酸化分解は、材料およびインプラントの早期劣化や摩耗を招き、痛みを伴う炎症を引き起こすことがあります。EMXnanoでは、ポリエチレンラジカルの検出と定量が可能な、信頼性の高い正確な測定値を出力します。

EPR industry spectrum polymer
EPR spectra of two different polyethylene radicals
EPR industry replacement update
Data courtesy of Dr. Gavin Braithwaite, Cambridge Polymer Group

ダイヤモンドの品質評価

EPRはダイヤモンドのN3と単一置換窒素中心を検出可能
EPRは窒素中心を定量化する確実な技術であり、カラーグレーディング(色調の判別)用のツールとなります。また、合成ダイヤモンドと天然ダイヤモンドの鑑別にも使用できます。

EPR industry diamonds spectrum
Room temperature EPR spectra of diamonds with different grades (colors)
EPR industry diamond
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