專利名稱：標(biāo)記產(chǎn)品的方法、采用該方法標(biāo)記的產(chǎn)品以及識別該標(biāo)記的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)批量產(chǎn)品的標(biāo)記，以便驗證該產(chǎn)品是否為非偽造且未被稀釋。本發(fā)明公開了一種進行不可見的產(chǎn)品內(nèi)標(biāo)記的方法以及相應(yīng)的識別真?zhèn)蔚牟襟E和裝置，所述步驟和裝置特別適用于現(xiàn)場稽核。此外，本發(fā)明還提供了一種非現(xiàn)場用的精確驗證所述已標(biāo)記批量產(chǎn)品的摻雜程度的實驗室方法。
背景技術(shù)：
全球經(jīng)濟一體化加速了商品的跨境流通，稅收部門和商標(biāo)擁有者越來越需要可控制商品真?zhèn)蔚姆椒ā?br> 對于具體的批量產(chǎn)品，例如蒸餾酒精飲料、香水、藥物制劑等，大多數(shù)造假實際上通過回收原始包裝物的同時更換真品內(nèi)容物或?qū)⒄嫫穬?nèi)容物摻雜來進行。批量產(chǎn)品或批量物質(zhì)通常為按一定體積或重量分裝的固體或液體物質(zhì)。
將物質(zhì)基安全溶液(明顯的或隱蔽的)摻入各種油墨中并通過各種印刷工藝涂覆，可有效地區(qū)別包裝的真?zhèn)巍５莾H僅包裝是真品并不能保證里面的內(nèi)容物也是真品。
本發(fā)明特別針對產(chǎn)品摻雜，即用低等級的偽造品稀釋真品。例如交稅的蒸餾酒精飲料可能會被用作坊生產(chǎn)的產(chǎn)品(無需交稅)稀釋至一定程度。這種造假給國家造成了重大損失，在低品質(zhì)的產(chǎn)自作坊的酒包含大量甲醇和/或其他毒性殘留物的情況下，也會影響公眾健康。
現(xiàn)有技術(shù)概述現(xiàn)有技術(shù)的多個專利公開的目的為批量產(chǎn)品的產(chǎn)品內(nèi)標(biāo)記和驗證真?zhèn)危@些公開的專利包括US 5156653，所述專利公開了用加入量為ppm級的潛染料標(biāo)記石油產(chǎn)品，隨后通過著色反應(yīng)進行驗證；US 5980593公開了使用潛熒光標(biāo)記物；US 5498808公開了使用各種熒光酯，以上專利的目的相同。US 5525516、US 5998211、US5804447、US 5723338和US 5843783還公開了NIR吸收或發(fā)射無色染料作為標(biāo)記物的用途。
這些在引用的現(xiàn)有技術(shù)中提出的方法和著色劑雖然適用于標(biāo)記石油產(chǎn)品，但是不適合摻入人們使用的產(chǎn)品中，如酒精飲料、香水和藥物制劑，其原因在于以下幾個方面i)該產(chǎn)品要么不可溶，要么在化學(xué)上不能耐受含大量水的環(huán)境，例如人們使用該產(chǎn)品的環(huán)境；ii)商品中通常用來盛裝這類產(chǎn)品的透明容器(玻璃瓶等)不足以防止該有機標(biāo)記物光降解；和iii)往食品、藥品或香水產(chǎn)品中加入的標(biāo)記物必須符合公眾健康和管理機構(gòu)(例如FDA和/或ATF)的規(guī)定，現(xiàn)有技術(shù)所述的大多數(shù)標(biāo)記物不符合該要求。
文獻US 5942444和US 5776713公開了用特定的單克隆抗體檢測的生物標(biāo)記劑。但是該技術(shù)也有某些局限性，這些局限性包括a)制備特定標(biāo)記物分子的單克隆抗體費時又費錢，阻礙了對于新標(biāo)記物和檢測體系的快速“編碼轉(zhuǎn)換”；b)必需存在的標(biāo)記物的量(例如在″Eau de Cologne″和威士忌中為20ppm)可借助現(xiàn)代分析手段(例如GC-MS和HPLC)測得，這兩種方法所推薦的方法應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)物中不存在標(biāo)記物之外的類似化學(xué)物質(zhì)，即不能存在“以林遮樹”的現(xiàn)象；c)提出的檢測體系僅能定性地檢測偽造品或摻雜品的存在，而不能定量測定摻雜的程度。
US 20020048822公開了用標(biāo)記物分子標(biāo)記產(chǎn)品，所述標(biāo)記物分子可被電化學(xué)還原或氧化。該標(biāo)記物的存在和量借助于安培計或庫侖計的電極通過電化學(xué)方法測定。提出的優(yōu)選的驗證方法為帶有電化學(xué)檢測器的液相色譜(HPLC)分離方法，但是該方法不適合作為現(xiàn)場便攜式稽核儀器。推薦的方法以及該產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)不含其他電活性的化合物，即不能存在“以林遮樹”的現(xiàn)象。
文獻US 5981283和US 5474937公開了用非放射性同位素化合物標(biāo)記液體。標(biāo)記物與待標(biāo)記的產(chǎn)品具有相同的性質(zhì)，因此可完全被隱藏。此外僅需要ppm的亞級的標(biāo)記物，即通常為十億分之一(ppb)。通過現(xiàn)代分析手段驗證，這些手段包括氣相色譜(GC)或電噴霧質(zhì)譜(MS)分離，隨后進行典型的碎裂質(zhì)譜(MS)分析。但是，即使這種方法也有以下局限性a)往食品或飲料產(chǎn)品中故意加入同位素標(biāo)記化合物越來越不為管理機構(gòu)所允許；b)雖然同位素標(biāo)記化合物的選擇范圍幾乎是無限的，但是其成本相當(dāng)高；c)用GC-MS、MS-MS驗證ppb含量的標(biāo)記物費時，并且需要昂貴的實驗室裝置和非常專業(yè)的操作人員，這使得該方法不適合于快速現(xiàn)場稽核。
本發(fā)明的一個目標(biāo)為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供產(chǎn)品內(nèi)標(biāo)記方法和裝置，用于標(biāo)記適合人們使用的品牌或納稅批量商品。
更具體地講，本發(fā)明的一個目標(biāo)為提供不可見的標(biāo)記方法和裝置，用于識別酒精飲料、香水和藥物制劑的真實性和非偽造性，其中所述標(biāo)記物易于摻入(通過混合或溶解)所述批量產(chǎn)品中，并且對含水的環(huán)境和光穩(wěn)定，而不會改變已標(biāo)記產(chǎn)品的性質(zhì)(即口感和氣味)，對消費者的健康沒有任何負(fù)面影響，并且可以對摻雜水平進行定性和定量測定。
本發(fā)明的另一個目標(biāo)為提供一種識別和粗略估計相應(yīng)的已標(biāo)記產(chǎn)品的方法，所述方法特別適用于現(xiàn)場篩選，并且可為各種更精確的實驗分析方法所支持。
按照獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)了這些目標(biāo)。
發(fā)明概述本發(fā)明的識別真實性和非偽造性的方法和裝置應(yīng)用于批量物質(zhì)，所述批量物質(zhì)為按體積或重量為單位分裝的液體或固體。所述方法特別適用于人們使用的批量物質(zhì)，例如食品、飲料、藥物制劑或化妝品。
所述方法為將至少一種離子作為標(biāo)記物摻入待標(biāo)記的產(chǎn)品中。使用的標(biāo)記離子或多種離子必需符合以下條件價廉、穩(wěn)定、食品級、天然存在而不會違禁、不被天然存在的類似離子隱蔽以及在多種不同的主要物料(key)或主要物料組合中不會衰減。
待標(biāo)記的產(chǎn)品(批量物質(zhì))可為液體，例如蒸餾酒精飲料或Eau deCologne或固體(如藥物制劑)或化妝品。優(yōu)選通過將包含標(biāo)記(或痕量)離子的合適鹽的標(biāo)記組合物摻入批量物質(zhì)中來實現(xiàn)所述離子在批量物質(zhì)中的摻入。
本發(fā)明基于這樣一個想法，優(yōu)選根據(jù)已天然存在的物質(zhì)的組合物(即海水)選擇用于標(biāo)記產(chǎn)品的化合物，具體是離子化合物。由于海水已存在數(shù)百萬年，不會對人和動物的健康造成危害，因此確信這種標(biāo)記方法不會違禁。然而，這類化合物的加入或摻入以及所得到的濃度必需符合各種各樣的有關(guān)食品、藥品、化妝品等的強制性法律規(guī)定，例如飲用水的法律法規(guī)。在所述被標(biāo)記的物質(zhì)或產(chǎn)品為人或動物使用的物質(zhì)或產(chǎn)品的情況下，可容易地將標(biāo)記組合物的量，具體是摻入被標(biāo)記物質(zhì)或產(chǎn)品的各種離子各自的濃度控制在非毒性的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的上下文中，標(biāo)準(zhǔn)海水定義為平均組成如下表1所列的海水。表1是指取自北太平洋的鹽濃度為3.5％的海水樣品，并得自Yoshiyuki Nozaki在Encyclopedia of Ocean Science，第6卷(S.A.Thorpe；J.H.Steele；K.K.Turekian編輯，Academic Press，2001)中的論文。
表1各種元素的估計平均海洋濃度
ac防腐劑；n營養(yǎng)類物質(zhì)；s清除；r氧化還原敏感的；anth.人的。
一種標(biāo)記物質(zhì)的方法，所述物質(zhì)優(yōu)選為液體，所述方法包括以下步驟a)確定在未標(biāo)記狀態(tài)下包含在所述物質(zhì)中的濃度低于50ppm的至少一種離子；b)選擇包含至少一種步驟a)中所確定的離子的標(biāo)記組合物，優(yōu)選所述離子選自標(biāo)準(zhǔn)海水中所含的離子；c)將步驟b)的標(biāo)記組合物摻入所述未標(biāo)記的物質(zhì)中；其中與未標(biāo)記物質(zhì)中所述至少一種離子的濃度相比，步驟c)中已標(biāo)記物質(zhì)中所述離子的濃度至少增加了3倍，優(yōu)選5倍，還更優(yōu)選8倍。
加入所述未標(biāo)記物質(zhì)中的標(biāo)記組合物或離子的量確定了已標(biāo)記產(chǎn)品中所述至少一種離子的變化后的濃度水平。這種濃度水平可以測定或者可以通過計算得到，因此確定了標(biāo)記的參比值并且使得以后可對已標(biāo)記物質(zhì)或產(chǎn)品進行驗證。
用于標(biāo)記和識別物質(zhì)(優(yōu)選含水或非水液體)真實性的方法除了已描述的標(biāo)記步驟外，還包含以下步驟d)通過傳感器測定所述已標(biāo)記物質(zhì)中所述至少一種離子各自的濃度，以及e)將所述測定值與至少一個參比值比較，并標(biāo)明比較結(jié)果。
用于標(biāo)記的適合離子的確定可根據(jù)例如該物質(zhì)供應(yīng)商提供的成分和離子含量表，或應(yīng)客戶要求第三方進行的實驗室分析數(shù)據(jù)所提供的信息。
未標(biāo)記批量產(chǎn)品中特定離子及其濃度的估計也可通過適當(dāng)?shù)姆治龇椒▉磉M行，優(yōu)選通過離子色譜、原子吸收、離子選擇性電極或質(zhì)譜進行。根據(jù)這些結(jié)果選擇離子和離子化合物。
最好限定適合用作標(biāo)記組合物中的標(biāo)記化合物的各種離子濃度的上限，原因是這使得加入所述未標(biāo)記物質(zhì)或產(chǎn)品中的標(biāo)記組合物的量可變性更大。此外，這樣的限定還不會造成在需要加入大量的標(biāo)記組合物的情況下，由于用于標(biāo)記的離子的初始濃度較高而造成總濃度太高從而觸犯法律和法規(guī)。通常認(rèn)為離子濃度的上限為50ppm為適合的。根據(jù)待標(biāo)記的物質(zhì)或產(chǎn)品，該上限可向上偏移，例如為150ppm或100ppm，或向下偏移，例如為20ppm或10ppm。由于電化學(xué)傳感器的檢出限為1ppb(微克/千克)左右，適用于標(biāo)記組合物的離子的上限足夠高，能保證可靠地確定未改變的物質(zhì)中的離子濃度。
優(yōu)選所有那些標(biāo)準(zhǔn)海水中的濃度為1ppb左右或更高的離子都適合作為本發(fā)明上下文中的潛標(biāo)記物。市售的電極通常能夠測定這樣低濃度，而無需對樣品進行預(yù)濃縮(當(dāng)然在測定困難的時候，也可任意選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的蒸發(fā)或積聚/汽提方法)。
所述標(biāo)記組合物可包含至少一種鹽，所述鹽包括無機鹽或有機鹽。所選的離子可為無機或有機陰離子或陽離子。在用于液體產(chǎn)品的情況下，所述標(biāo)記組合物優(yōu)選可完全溶于所述產(chǎn)品中。
更具體地講，所述離子可為選自氟離子、氯離子、溴離子、碘離子、硼酸根、碳酸根、硝酸根、磷酸根、硫酸根和硒酸根的陰離子，或者為選自式[MxOy(OH)z]n-的陰離子，其中M為元素周期表中任意的化學(xué)元素，x、y、z和n為正整數(shù)，x大于或等于1。適合的離子還可為羧酸根RCO2-和磺酸根RSO3-酸性陰離子，其中R為有機殘基或氫。
所述離子還可為選自以下的陽離子NH4+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+，或選自式[MxOy(OH)z]n+的陽離子，其中M為元素周期表中任意的化學(xué)元素，x、y、z和n為正整數(shù)，x大于或等于1。其他適合的陽離子為絡(luò)合物陽離子，例如NH4+和有機銨衍生物NR4+，其中R為有機殘基或氫。
典型的標(biāo)記組合物可包括嚴(yán)格限定比率的三種或四種離子。通過使用各種離子的比率，可得到足夠多的組合，以提供多種標(biāo)記信息(marking keys)。
與未標(biāo)記的產(chǎn)品或物質(zhì)相比，已標(biāo)記產(chǎn)品中加入離子的濃度最小增加3倍，以保證該差值足以超過所用實驗方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差值。優(yōu)選離子濃度比未標(biāo)記的產(chǎn)品或物質(zhì)中的離子濃度至少增加5倍，或者更好至少增加8倍。
加入未標(biāo)記產(chǎn)品中的標(biāo)記組合物或標(biāo)記組合物中所含的離子的濃度通過測定來確定或者根據(jù)加入量計算得到并保存在數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品報告等處。也可直接將參比值以代碼的形式加入產(chǎn)品標(biāo)記中，以方便于驗證，作為用于易于辨別真?zhèn)蔚臉?biāo)記。
本發(fā)明的標(biāo)記方法特別適合于標(biāo)記人或動物應(yīng)用或使用的批量產(chǎn)品，特別是選自酒精飲料、香水、化妝品和藥物制劑的產(chǎn)品。
一種識別物質(zhì)真實性的方法，所述物質(zhì)特別是根據(jù)上述方法標(biāo)記的物質(zhì)，所述方法包括以下步驟a)提供包含在加入所述物質(zhì)的標(biāo)記組合物中的至少一種離子的參比值；b)通過傳感器測定待識別物質(zhì)中至少一種離子各自的濃度，所述傳感器能夠測定所述離子化合物各自的濃度值；和c)將所述測定值與至少一個參比值比較，并指出比較結(jié)論。
所述參比值或者由標(biāo)記該產(chǎn)品的產(chǎn)品生產(chǎn)商提供給授權(quán)人士，或者可從例如粘貼/印刷在已標(biāo)記物質(zhì)的容器上的代碼直接得到。除了這些方式外，還存在多種專業(yè)人士已知的其他提供參比值的方法。
對所述已標(biāo)記批量物質(zhì)的所述測定優(yōu)選在現(xiàn)場(即以現(xiàn)場稽核的方式)使用電化學(xué)傳感器、優(yōu)選離子選擇性電極或多離子選擇性電極或離子選擇場效應(yīng)晶體管測定。這種現(xiàn)場稽核可使用手持式使用電池提供動力的便攜式小型儀器來快速檢查液體商品。所用的傳感器能測定包含在組合物中各離子組分各自的濃度并當(dāng)即給出結(jié)果。優(yōu)選已標(biāo)記產(chǎn)品的真實性和非偽造性借助于電化學(xué)方法進行識別，所述電化學(xué)方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。相對應(yīng)的裝置為小型現(xiàn)場用的便攜式裝置，并且借助于相應(yīng)的傳感器幾乎即刻可讀出所選離子的濃度。可用的傳感器包括離子選擇性電極、多離子選擇性電極、離子選擇場效應(yīng)晶體管等，這些傳感器均為市售的傳感器。
如上所述，本發(fā)明借助于選擇性電極，能夠現(xiàn)場測定標(biāo)記離子的濃度[M]。這類選擇性電解為本領(lǐng)域所公知，用于各種離子和分子的選擇性電極可得自多個供應(yīng)商。在測定過程中，所述電極為電化學(xué)元件的一部分，所述電化學(xué)元件包括參比電極(得到標(biāo)準(zhǔn)參比電位)、工作電極(該電極為所述選擇性電極)和電解質(zhì)(被測液體)。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，所述電化學(xué)元件符合能斯特等式，在該等式中測得的電位差ΔE與電解質(zhì)中的待測濃度[M]相關(guān)ΔE＝ΔEref-0.059*log[M]。
在環(huán)境分析(現(xiàn)場分析或?qū)嶒炇曳治鰞煞N情況下)、食品飲料工業(yè)以及生物醫(yī)藥和制藥工業(yè)中離子選擇性電極廣泛用于水溶液的評定。用于陰離子F-、Cl-、Br-、I-和陽離子H+、Na+、K+的電極易于得到。還有用于某些二價離子(如Ca2+和Cu2+)的選擇性電極。
由于離子選擇性電極的工作原理為已知的并為人們所理解，可有目的地制備用于特定離子的離子選擇性電極。主要有以下三種類型的選擇性電極a)基于玻璃隔膜的選擇性電極(用于H+，pH電極)；b)基于不溶性無機鹽隔膜的選擇性電極(例如ZnS對于Zn2+和S2-離子具有選擇敏感性)；和c)基于離子交換或形成絡(luò)合物的樹脂的選擇性電極。因此，在知道特定離子的不溶性鹽或選擇性絡(luò)合物的形成物的情況下，通?？傻玫竭x擇性電極。選擇性電極的工作原理在″Electrochemical Methods(電化學(xué)方法)″(A.Bard和L.R.Faulkner編，Wiley and Sons，1980)中有詳盡的描述和解釋。
盡管僅介紹了這些離子選擇性電極在水溶液中的一些用途，我們意外地發(fā)現(xiàn)離子選擇性電極可在乙醇含量為50％的酒精飲料以及乙醇含量最高達60％的香水中穩(wěn)定地工作，條件是在測試過程中和測試后稍加小心。
另一種用于本發(fā)明的現(xiàn)場確定已標(biāo)記產(chǎn)品真實性和非偽造性方法的適合的電化學(xué)傳感器為離子選擇場效應(yīng)晶體管(ISFET)。這種技術(shù)為通過常規(guī)的半導(dǎo)體技術(shù)制造的傳感器提供了能高度集成以及使傳感器小型化的優(yōu)點。
ISFET的工作原理見述于US 4816118，所述專利通過引用結(jié)合在本文中。ISFET以金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)門上累積的電荷為基礎(chǔ)。就此而言，通過標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制造的MOSFET晶體管具有電學(xué)上“自由漂移”的門，門上涂有樹脂或無機化合物，能夠選擇性地與目標(biāo)離子或分子作用，在一定程度上吸附目標(biāo)離子或分子。從溶液中吸附的離子在MOSFET的門上產(chǎn)生電場，導(dǎo)致通過MOSFET通道的電流變化，此為溶液中目標(biāo)離子或分子濃度的量度。與ISE的情況相同，該測定借助于標(biāo)準(zhǔn)參比電極進行。ISE的生產(chǎn)商如SENTEK Ltd.(UK)提供復(fù)合ISE傳感器，其中參比電極已經(jīng)包括在傳感器中。由于集成在便攜式現(xiàn)場稽核用儀器中，這類裝置具有以下優(yōu)點-無需另外的參比電極(更緊湊的體系)；-適合于非專業(yè)操作人士；-無需電極填充溶液；-不易打碎；-可長時間干置；-壽命長；-成本較低。
復(fù)合電極也可得自其他供應(yīng)商，包括Metrohm、Analytical SensorsInc.或Jenway。
基于上述理由，優(yōu)選復(fù)合電極類型的離子傳感器。但是標(biāo)準(zhǔn)的ISE傳感器也可用于本發(fā)明，條件是還存在參比電極。
除了現(xiàn)場稽核步驟，本發(fā)明方法還包括對在現(xiàn)場稽核過程中收集的質(zhì)疑樣品的非現(xiàn)場實驗室確認(rèn)。非現(xiàn)場實驗室分析使用高精確度的方法進行，所述方法選自原子吸收分光光度法(AAS)、離子色譜(IC)和質(zhì)譜(MS)及以上方法的組合。所有這些方法為分析化學(xué)領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，本文不再贅述。
在柱出口使用傳導(dǎo)檢測器時，對于含水樣品中的常見離子(例如氟離子、氯離子、亞硝酸根、硝酸根、硫酸根、鋰離子、鈉離子、銨離子和鉀離子)，離子色譜(IC)的靈敏度極限為百萬分之一(ppm)級別。對于某些類型的柱，還可使用預(yù)濃縮技術(shù)，即在第一組條件下(通常為選擇的溶劑和溫度)，將樣品在柱的頂端積聚，然后在第二組條件下移動(分離)，將靈敏度提高至十億分之一(ppb)級的水平。相應(yīng)的裝置可得自Metrohm、Dionex等供應(yīng)商。期望未來的現(xiàn)場用便攜式離子色譜裝置進一步提高本文中所述的標(biāo)記和驗證方法的能力。
在本發(fā)明的第一個實施方案中，用包含離子標(biāo)記物的標(biāo)記組合物標(biāo)記乙醇含量為20-60％體積的蒸餾酒精飲料。該飲料的主要組分為水。在這種情況下優(yōu)選的標(biāo)記組合物為無機鹽或包含不同離子的多種無機鹽的組合。
因此，優(yōu)選的離子選自氟離子、氯離子、溴離子、碘離子、硝酸根離子、硫酸根離子、磷酸根離子、鈉離子、鉀離子、鎂離子、鈣離子和鍶離子或其混合物。這些離子在礦物或海水中天然存在。至于加入的標(biāo)記物的量，應(yīng)當(dāng)注意符合地方法規(guī)，并且不得超過飲用水中所允許的所述離子的最大含量水平。
在蒸餾酒精飲料的生產(chǎn)過程中，通常在蒸餾之后或者在陳化階段之后將其稀釋。通過加入飲用水(礦泉水)來達到所需的乙醇百分比(例如40％)。因此最好待標(biāo)記的酒精飲料成品已經(jīng)含有稀釋水中已存在的某些常見離子。基于這個原因，為了選擇最合適的標(biāo)記離子或多種標(biāo)記離子的組合，重要的是在標(biāo)記之前分析含酒精產(chǎn)品天然存在的離子含量。待標(biāo)記產(chǎn)品中天然存在的離子起初被認(rèn)為是實施本發(fā)明標(biāo)記方法的難點。但是，恰恰相反，由于已存在的離子可成為標(biāo)記的整體部分，或者作為標(biāo)記離子的掩飾物，使得天然存在的離子與精心挑選的標(biāo)記離子或一組標(biāo)記離子結(jié)合，可以提高標(biāo)記體系的穩(wěn)固性。
所述離子標(biāo)記組合物以幾百ppm至0.1ppm的很小比例加入?？墒紫?但非強制性)將一種或多種離子鹽配成水溶液，即可包含最高達10％固含量的“濃縮液”或儲備溶液。隨后將所述儲備溶液加入待標(biāo)記的液體，以便達到所需的離子濃度。優(yōu)選酒精飲料中一種或多種標(biāo)記物的存在量為50-0.01ppm。更優(yōu)選標(biāo)記物的量為5-0.5ppm。
此后檢查員可在現(xiàn)場稽核已標(biāo)記產(chǎn)品，以便檢查該產(chǎn)品的真實性和非偽造性或者其可能的摻假。最好使用便攜式電位電化學(xué)離子選擇性電極(ISE)傳感器進行檢查，這種傳感器可快速和選擇性地檢測電解質(zhì)中存在的痕量的離子。
在本發(fā)明的第一個實施方案中，所述標(biāo)記和/或識別批量物質(zhì)的真實性的方法包括以下步驟-確定酒精飲料中擬用作標(biāo)記物的離子的天然含量。
-以ppm含量水平用至少一種離子化合物在產(chǎn)品內(nèi)標(biāo)記所述酒精飲料。
-使用便攜式傳感器單元(如電化學(xué)傳感器)或便攜式色譜裝置(如離子色譜)現(xiàn)場檢驗以確定交易產(chǎn)品的非偽造性，或者為偽造的情況下，確定摻假的程度。
-非現(xiàn)場的實驗室檢驗以確證質(zhì)疑樣品的結(jié)果，并定量精確確定摻假程度。
本發(fā)明的第二個實施方案涉及香水的離子標(biāo)記方法。在該實施方案中優(yōu)選的標(biāo)記組合物為鹽或包含多種不同離子的鹽的組合，由于香水為不被攝取吸收的產(chǎn)品，標(biāo)記時使用的離子的量大于第一個實施方案，使用離子的性質(zhì)選擇范圍也大于第一個實施方案。但是必需注意符合相應(yīng)的法規(guī)。
所述離子標(biāo)記物以很小的比例加入，加入的比例為幾百ppm至0.1ppm，優(yōu)選500-0.1ppm，還更優(yōu)選100-0.5ppm?？梢灶A(yù)先配制的較濃的儲備溶液的形式來加入標(biāo)記物。
可采用與第一實施方案相同的方法來稽核已標(biāo)記產(chǎn)品的非偽造性。
在本發(fā)明的第三個實施方案中，待標(biāo)記的批量產(chǎn)品為藥品或藥物組分，特別是片劑或散劑形式的藥品或藥物組分。在該實施方案中優(yōu)選的標(biāo)記組合物為鹽或含有多種不同離子的鹽的組合。類似于上述實施方案，典型的標(biāo)記物包括嚴(yán)格限定比率的三種或四種離子。通過使用不同離子的比率，可得到足夠多的組合，以提供多種標(biāo)記信息。
由于藥品會被吸收，必須注意選用的離子的性質(zhì)和量符合健康標(biāo)準(zhǔn)，不會擾亂或抑制藥品中主要活性組分的治療效果。
所述離子標(biāo)記組合物以很小的比例加入，加入的比例為幾千ppm至0.1ppm，優(yōu)選1000-0.1ppm，還更優(yōu)選600-1.0ppm?？梢灶A(yù)制的適當(dāng)濃縮的儲備制劑的形式來加入標(biāo)記組合物，在所述儲備制劑中將百分之幾濃度的離子標(biāo)記組合物與藥物預(yù)混合。隨后或者在藥物的生產(chǎn)過程中或者在生產(chǎn)完后的后處理(conditioning)過程中以所需的百分比將該儲備制劑加入最終的藥物制劑中。或者，可將標(biāo)記組合物的稀溶液配制在藥品中，例如在片劑的包裝(起泡)階段。
可采用與第一實施方案相同的方法來稽核。但是由于已標(biāo)記產(chǎn)品為固體，必需將其適當(dāng)?shù)厝芙饣蚍稚?，隨后可進行任何電化學(xué)測定。組成現(xiàn)場檢測裝置的各種元件和各種標(biāo)記和識別步驟與以上實施方案中所述相同。
借助于實施例和附圖對本發(fā)明作進一步描述。
附圖附

圖1表示標(biāo)記和識別方法的代表性方案示意圖；和附圖2表示便攜式現(xiàn)場稽核用裝置的實例。
示例性實施方案圖1表示標(biāo)記和確定批量產(chǎn)品真實性和非偽造性的方法的示意圖。
采用適合的方法確定包含在待標(biāo)記產(chǎn)品中的離子的濃度。根據(jù)這樣得到的離子濃度清單，選擇在未標(biāo)記產(chǎn)品中濃度水平低于50ppm的離子。將這些離子的適合的鹽混合，從而制得預(yù)制的儲備溶液或粉末10。
將預(yù)制的儲備溶液或粉末10與批量產(chǎn)品11混合，得到已標(biāo)記批量產(chǎn)品12。對所述批量產(chǎn)品12進行進一步加工和分配(圖上未表示)。
一段時間以后，對已分配的各批物料進行試驗，看這些產(chǎn)品是否仍然為真品狀態(tài)，或者這些產(chǎn)品是否被偽造或摻雜。選擇其中一批物料20，使用適合的裝置進行現(xiàn)場稽核分析21。結(jié)果22表明該批物料為真品、偽造品或摻假品。
如果結(jié)果22對該批物料20提出任何質(zhì)疑，取樣進行實驗室分析30以確證現(xiàn)場稽核試驗結(jié)果22。
圖2的便攜式現(xiàn)場稽核裝置包含以下部分(1)用于校準(zhǔn)的已標(biāo)記參比溶液標(biāo)準(zhǔn)杯；(2)用于電極初始調(diào)節(jié)的去離子水杯；(3)待稽核樣品杯；(4)傳感器的支架；(5)復(fù)合ISE傳感器；(6)溫度傳感器；(7)帶有ADC轉(zhuǎn)化器的毫伏計；和(8)帶有指定分析軟件的膝上型個人計算機。
已標(biāo)記參比溶液1為已標(biāo)記真品醇參比樣品。其裝在30ml的杯中，能夠正確地校準(zhǔn)傳感器。30ml的去離子水杯2中裝有含有離子標(biāo)記物的去離子水，用于在最初測定前調(diào)節(jié)傳感器。30ml的樣品杯3中裝有待稽核的樣品。優(yōu)選杯1、杯2和杯3相同，并且裝有相同體積的液體，以提高測定的精確度。
傳感器的支架4用于將傳感器以相同的可重復(fù)的方式浸入各杯中。電化學(xué)傳感器5為復(fù)合ISE電化學(xué)傳感器，例如SENTEK，Braintree，Essex，UK.制造的Fluoride directION類型傳感器。其具體的技術(shù)規(guī)格如下離子氟離子(F-)；斜率-57mV/濃度升高10倍；量程0.2-1900ppm；用于碘離子(Iodide directION電極)、溴離子、氯離子、Na+、K+、Ca2+、Sr2+、Cu2+等的類似電極得自相同的供應(yīng)商。
在由測得的電化學(xué)電位計算濃度值時，溫度傳感器6(例如熱電偶)為分析軟件提供信息以進行溫度補償。測定電化學(xué)電位的毫伏計7優(yōu)選包括一個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，例如Meter-Less ELITTM計算機界面，能讓用戶將離子選擇性電極與任何類型的膝上型計算機相連，而無需使用常規(guī)的電位計或pH計。膝上型計算機8包含適當(dāng)?shù)亩ㄖ品治鲕浖?，由測定的電位值使用相應(yīng)的物理化學(xué)公式(如能斯特定律)計算稽核產(chǎn)品中標(biāo)記物的濃度?；藛T可得到結(jié)果的絕對值，或者總結(jié)性的顯示為“真品”、“仿造品”或是“摻假品”。
或者在適當(dāng)?shù)臈l件下，也可使用現(xiàn)場便攜式離子色譜裝置進行現(xiàn)場稽核。
實施例1用氟離子標(biāo)記商品白蘭地使用氟離子離子選擇性電極測定待標(biāo)記白蘭地中的天然的離子含量，并且確定其低于ISE傳感器的檢出限(0.2ppm)。因此確定氟離子適合于標(biāo)記商品白蘭地。
取0.1％重量的氟化鈉溶于高純度的蒸餾水中，制成標(biāo)記組合物的濃儲備水溶液。隨后將0.5g上述儲備溶液加至999.5g商品白蘭地中，制得氟離子濃度為0.5ppm的參比已標(biāo)記白蘭地。
為了模擬違法摻假，隨后用未標(biāo)記的白蘭地將參比已標(biāo)記白蘭地稀釋成各種程度，制成表2中的各種白蘭地A-E。
在開始驗證測定之前，將氟離子ISE電極(SENTEK)浸入1ppm的氟化鈉水溶液中30分鐘將現(xiàn)場檢測器活化。還通過ELIT AD轉(zhuǎn)化器將復(fù)合電極連接至膝上型計算機。僅在復(fù)合電極干置數(shù)小時的情況下才需要活化。隨后使用20ml參比已標(biāo)記白蘭地校準(zhǔn)ISE氟離子檢測器。將復(fù)合電極浸入?yún)⒈葮悠分?20秒，通過ELIT界面測定復(fù)合ISE氟離子電極的輸出電壓。將該步驟重復(fù)三次，每次測定后用去離子水仔細(xì)洗滌并干燥。若三次校準(zhǔn)測定之差在1％范圍內(nèi)，則可認(rèn)為該校準(zhǔn)有效，并將平均電位作為已標(biāo)記醇的校準(zhǔn)值。
隨后測定樣品A-E的標(biāo)記物濃度。將復(fù)合電極浸入20ml樣品中，測得120秒后的輸出電壓。在測定不同的樣品之后，也需要用去離子水仔細(xì)洗滌并干燥電極。測得的電壓值以及采用相應(yīng)的外推計算得到的濃度(由能斯特定律和校準(zhǔn)測定值得到)記錄于表2。隨后將得到的結(jié)果與理論值比較。
由這些結(jié)果可得出這樣的結(jié)論樣品A為真品已標(biāo)記醇，樣品B為偽造的醇，樣品C、D、E為各種程度摻假的真品已標(biāo)記醇?，F(xiàn)場稽核體系的精度足以檢測10％的摻假水平(樣品E)。
表2
實施例2使用碘離子標(biāo)記商品威士忌使用碘離子離子選擇性電極測定待標(biāo)記威士忌中的天然的離子含量，并且確定其低于ISE傳感器的檢出限(0.06ppm)。因此確定碘離子適合于標(biāo)記商品威士忌。
取0.1％重量的碘化鉀溶于高純度的蒸餾水中，制成標(biāo)記組合物的濃儲備水溶液。隨后將1.0g上述儲備溶液加至999.0g商品威士忌中，制得碘離子濃度為1.0ppm的參比已標(biāo)記威士忌。
為了模擬違法摻假，隨后用未標(biāo)記的威士忌將參比已標(biāo)記威士忌稀釋成各種程度，制成表3中的各種威士忌A-D。
在開始驗證測定之前，將碘離子ISE復(fù)合電極(SENTEK IodidedirectION)浸入10ppm的碘化鉀水溶液中30分鐘以活化該電極。通過ELIT AD轉(zhuǎn)化器將復(fù)合電極連接至膝上型計算機。僅在復(fù)合電極干置數(shù)小時的情況下才需要活化。
隨后使用20ml的參比已標(biāo)記威士忌校準(zhǔn)ISE碘離子檢測器。將復(fù)合ISE碘離子電極浸入?yún)⒈葮悠分袛嚢钄?shù)秒，隨后靜置60秒，通過ELIT界面測定復(fù)合電極的輸出電壓。將該步驟重復(fù)5次，每次測定后用去離子水快速仔細(xì)洗滌4秒并干燥。若最后三次電壓測定之差在2％范圍內(nèi)，則可認(rèn)為該校準(zhǔn)有效，并將最后3次測定的平均電位作為已標(biāo)記醇的校準(zhǔn)值。
隨后測定樣品A-D的標(biāo)記物濃度。測定步驟與實施例1相同，不同之處在于讀取60秒后的輸出電壓。表3列出了測得的電壓值以及采用相應(yīng)的外推計算得到的濃度(由能斯特定律和校準(zhǔn)測定值得到)，并比較得到的結(jié)果與理論值。
表3
由這些現(xiàn)場稽核結(jié)果可得出這樣的結(jié)論樣品A為真品已標(biāo)記醇，樣品B為偽造的醇，樣品C和D為各種程度摻假的真品已標(biāo)記醇。
實施例3用碘離子標(biāo)記商品香水(Eau de Cologne)使用碘離子離子選擇性電極測定待標(biāo)記香水中的天然的碘離子含量，并且確定其低于ISE傳感器的檢出限(0.06ppm)。因此確定碘離子適合于標(biāo)記商品香水。
將0.1％重量的碘化鉀溶于高純度的蒸餾水中，制成標(biāo)記組合物的濃儲備水溶液。隨后將5.0g上述儲備溶液加至995.0g商品香水中，制得碘離子濃度為5ppm的參比已標(biāo)記Eau de Cologne香水。
為了模擬違法摻假，隨后用未標(biāo)記的產(chǎn)品將參比已標(biāo)記香水稀釋成各種程度，制成表4中的各種香水A-D。
在開始驗證測定之前，將復(fù)合碘離子ISE電極(SENTEK)浸入10ppm的碘化鉀水溶液中30分鐘以活化該電極。復(fù)合電極通過ELITAD轉(zhuǎn)化器連接至膝上型計算機。
按照實施例2中所述的校準(zhǔn)步驟校準(zhǔn)ISE碘離子檢測器，不同之處在于使用20ml參比已標(biāo)記Eau de Cologne香水。
隨后測定樣品A-D中標(biāo)記物的濃度。測定步驟與實施例2所述相同。表4列出了測得的電壓值以及采用相應(yīng)的外推計算得到的濃度(由能斯特定律和校準(zhǔn)測定值得到)，并比較得到的結(jié)果與理論值。
表4
由上述現(xiàn)場稽核結(jié)果可得出這樣的結(jié)論樣品A為真品已標(biāo)記香水，樣品D為偽造的香水，樣品B和C為各種程度摻假的真品已標(biāo)記香水。
實施例4用碘離子和鉀離子標(biāo)記商品藥片(對乙酰氨基酚)使用碘離子和鉀離子離子選擇電極分別測得待標(biāo)記的藥片中碘離子和鉀離子的天然離子含量(通過制成10％的水溶液來進行)。這兩種離子含量都低于兩種ISE傳感器的檢出限，即碘離子傳感器的檢出限(0.06ppm)和鉀離子傳感器的檢出限(0.04ppm)，因此確認(rèn)碘離子和鉀離子適合于標(biāo)記商品藥片。
將1％重量的碘化鉀與預(yù)先用研缽(pillar and mortar)仔細(xì)壓碎的商品藥片混合，制成含標(biāo)記組合物的濃縮的粉末狀儲備產(chǎn)品。隨后將0.60g的這種儲備粉末加入9.40g商品對乙酰氨基酚中，制成K+和I-濃度為600ppm的參比已標(biāo)記對乙酰氨基酚粉末。
為了模擬違法摻假，隨后用未標(biāo)記的對乙酰氨基酚粉末產(chǎn)品摻入?yún)⒈纫褬?biāo)記藥品中，制成表5中的各種藥品A-C。
在開始驗證測定之前，將復(fù)合碘離子和鉀離子ISE電極(SENTEK)浸入100ppm的碘化鉀水溶液中30分鐘以活化該電極。復(fù)合電極通過ELIT AD轉(zhuǎn)化器連接至膝上型計算機。
隨后通過將2.0g參比已標(biāo)記粉末部分溶解于18.0g去離子水中，并用所得溶液校準(zhǔn)該ISE碘離子和鉀離子檢測器。其他校準(zhǔn)步驟按照實施例2的描述進行，不同之處在于使用已標(biāo)記藥物的溶液。
隨后測定樣品A-C中標(biāo)記物的濃度。將復(fù)合電極浸入由2.0g壓碎的對乙酰氨基酚片劑粉末和18.0g去離子制成的溶液中。按照上述方法進行測定。表5列出了測得的電壓值以及采用相應(yīng)的外推計算得到的濃度(由能斯特定律和校準(zhǔn)測定值得到)，并將得到的結(jié)果與理論值比較。
表5
由上述現(xiàn)場稽核結(jié)果可得出這樣的結(jié)論樣品A為真品已標(biāo)記藥片，樣品C為偽造的藥片，樣品B為摻有50％的未標(biāo)記產(chǎn)品的真品已標(biāo)記藥片。
權(quán)利要求
1.一種標(biāo)記物質(zhì)的方法，所述物質(zhì)優(yōu)選為液體，所述方法包括以下步驟a)確定在未標(biāo)記狀態(tài)下包含在所述物質(zhì)中的濃度低于50ppm的至少一種離子；b)選擇包含至少一種步驟a)中所確定的離子的標(biāo)記組合物，優(yōu)選所述離子選自標(biāo)準(zhǔn)海水中所含的離子；c)將步驟b)的標(biāo)記組合物摻入所述未標(biāo)記的物質(zhì)中；其中與未標(biāo)記物質(zhì)中所述至少一種離子的濃度相比，步驟c)中已標(biāo)記物質(zhì)中所述離子的濃度至少增加了3倍，優(yōu)選5倍，還更優(yōu)選8倍。
2.一種標(biāo)記和識別物質(zhì)的真實性的方法，所述物質(zhì)優(yōu)選為含水或非水液體，所述方法包括以下步驟a)確定在未標(biāo)記狀態(tài)下包含在所述物質(zhì)中的濃度低于50ppm的至少一種離子；b)選擇包含至少一種步驟a)中所確定的離子的標(biāo)記組合物，優(yōu)選所述離子選自標(biāo)準(zhǔn)海水中所含的離子；c)將步驟b)的標(biāo)記組合物摻入所述未標(biāo)記的物質(zhì)中，將所述至少一種離子改變后的濃度定義為參比值；d)通過傳感器測定已標(biāo)記物質(zhì)中所述至少一種離子各自的濃度；和e)將所述測定值與至少一個參比值比較，并指出比較結(jié)果；其中與未標(biāo)記物質(zhì)中所述至少一種離子的濃度相比，步驟c)中已標(biāo)記物質(zhì)中所述離子的濃度至少增加了3倍，優(yōu)選5倍，還更優(yōu)選8倍。
3.權(quán)利要求1至2中任一項的方法，其中在步驟a)之前，測定未標(biāo)記物質(zhì)中至少一種離子的濃度。
4.權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其中所述標(biāo)記組合物包含至少一種選自無機鹽和有機鹽的鹽。
5.權(quán)利要求1-2中任一項的方法，其中所述離子為無機陰離子。
6.權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其中所述離子為選自以下的陰離子氟離子、氯離子、溴離子、碘離子、硼酸根、碳酸根、硝酸根、磷酸根、硫酸根和硒酸根。
7.權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其中所述離子為無機陽離子。
8.權(quán)利要求7的標(biāo)記物質(zhì)的方法，其中所述離子為選自以下的陽離子NH4+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+。
9.權(quán)利要求1-8中任一項的方法，其特征在于所述物質(zhì)為酒精飲料、香水、化妝品、藥品或藥物組分。
10.一種識別物質(zhì)的真實性的方法，所述物質(zhì)根據(jù)權(quán)利要求1或3-9中任一項的方法標(biāo)記，所述方法包括以下步驟a)提供包含在已加入所述物質(zhì)的標(biāo)記組合物中的至少一種離子的參比值；b)通過傳感器測定待識別物質(zhì)中至少一種離子各自的濃度，所述傳感器能夠測定所述離子化合物各自的濃度值；和c)將所述測定值與至少一個參比值比較，并指出比較結(jié)論。
11.權(quán)利要求2-10中任一項的方法，其特征在于所述傳感器為電化學(xué)傳感器，優(yōu)選離子選擇性電極。
12.權(quán)利要求11的方法，其特征在于所述離子選擇性電極為多離子選擇性電極。
13.權(quán)利要求2-10中任一項的方法，其特征在于所述傳感器為離子選擇場效應(yīng)晶體管。
14.權(quán)利要求2-13中任一項的方法，其特征在于所述測定步驟以現(xiàn)場稽查分析的形式進行。
15.權(quán)利要求2-14中任一項的方法，其特征在于所述方法還包括用于確證現(xiàn)場稽查分析結(jié)果的非現(xiàn)場實驗室分析的步驟。
16.權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述非現(xiàn)場實驗室分析通過各種分析方法來進行，所述分析方法包括原子吸收光譜(AAS)、離子色譜(IC)、質(zhì)譜(MS)或以上方法的組合。
17.一種已標(biāo)記物質(zhì)，所述物質(zhì)優(yōu)選為已標(biāo)記食品或飲料、已標(biāo)記藥品或已標(biāo)記化妝品，所述已標(biāo)記物質(zhì)采用權(quán)利要求1或3-10中任一項的方法得到，其特征在于摻入所述已標(biāo)記物質(zhì)的離子的濃度以及包含在所述標(biāo)記組合物中的所述離子對于人或動物無毒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種識別固體或液體批量物質(zhì)的真實性和非偽造性的方法和裝置，所述方法通過往所述批量物質(zhì)中加入包含至少一種痕量離子的標(biāo)記組合物來實現(xiàn)，選擇用于摻入已標(biāo)記批量物質(zhì)中的痕量離子的總濃度低于標(biāo)準(zhǔn)海水中相同離子的相應(yīng)濃度。可使用電化學(xué)傳感器現(xiàn)場測試已標(biāo)記物質(zhì)的真實性和非偽造性或摻假的程度，并且使用如原子吸收光譜、離子色譜或質(zhì)譜等方法對該結(jié)果進行實驗室確認(rèn)。
文檔編號G01N33/15GK1813171SQ200480018288
公開日2006年8月2日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者T·蒂勒, S·雅基爾, X·馬格里塔茲 申請人:西柏控股有限公司