抗疲勞類保健品中非法添加藥物的拉曼檢測法

張建紅,王紅球,許莉,寧巖實,姜麗,易裕民,張麗

(1.同方威視技術股份有限公司,北京 100084;2.北京微量化學研究所,北京 100091)

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抗疲勞類保健品中非法添加藥物的拉曼檢測法

張建紅1,王紅球1,許莉2,寧巖實1,姜麗1,易裕民1,張麗1

(1.同方威視技術股份有限公司,北京 100084;2.北京微量化學研究所,北京 100091)

本文采用拉曼光譜方法研究抗疲勞類保健品中非法添加化學藥物的快速篩查方法。該方法結合拉曼光譜初篩、光譜疊加分析和增強拉曼光譜以獲取樣品的特征拉曼信息,通過分析樣品和化學藥物的拉曼信息的匹配程度,判斷抗疲勞類保健品中是否非法添加了化學藥物。采用這種方法對北京公安在市場上抽樣送檢的上百種保健品進行了測試,檢測的準確性大于95%,這表明拉曼光譜方法可用于快速篩查抗疲勞類保健品中是否非法添加藥物。

抗疲勞保健品；非法添加藥物；拉曼；增強拉曼光譜；檢測

1 引言

一些不法商家為達到提升功效或加快藥效的目的,往往在保健品里違法添加化學藥物。而且由于目前檢測技術尤其是查驗現(xiàn)場快速檢測技術還不夠完善,導致保健品中非法添加化學藥物的現(xiàn)象屢有發(fā)生?；瘜W藥物往往具有副作用,需要在醫(yī)生指導下服用,如果長期服用這類食品會危害身體健康,因此,對保健品的監(jiān)管非常重要。目前對保健品中非法添加化學藥物的檢測主要采用色譜、質(zhì)譜、核磁等方法[1-2],這些方法檢測時間長,無法滿足現(xiàn)場快速篩查的需要。拉曼光譜指紋信息可能作為檢測保健品中是否含有化學藥物的有效手段[3-4],但是由于不同化學藥物的性質(zhì)不同,針對不同化學藥物檢測方法也往往有差異,如何采用通用的方法判斷保健品中是否含有化學藥物仍然是非常有挑戰(zhàn)性的課題。本文通過拉曼光譜方法研究抗疲勞類保健品和化學藥物的特征信息,開發(fā)出采用拉曼光譜判斷抗疲勞類保健品中是否添加化學藥物的快速準確篩查方法。

2 實驗

檢測中采用同方威視自主研發(fā)的RT3000便攜式拉曼光譜儀,半導體激光器的激發(fā)波長為785 nm,功率為450 mW,分辨率12 cm-1。拉曼測試過程中將探頭對準樣品直接進行檢測；在增強拉曼測試中將樣品和同方威視研發(fā)的增強試劑混合后放入樣品室進行檢測。

測試樣品為典型抗疲勞類化學藥物西地那非和他達拉非標準品,以及北京某公安局由市場上收集的132種抗疲勞類保健品。

西地那非(Sildenafil)標準品：規(guī)格：10 mg；純度98 %；生產(chǎn)企業(yè)：Toronto Research Chemicals Inc；批號：April 24,2014.

他達拉非(Tadalafil)標準品：規(guī)格：250 mg；純度99.9 %；生產(chǎn)企業(yè)：European Directorate for the Quality of Medicines & Healthcare.

測試流程圖如圖1所示：其中“連續(xù)測試數(shù)據(jù)分析”是指對檢測樣品進行連續(xù)多次測量,將數(shù)據(jù)疊加后進行去除背景等處理,將處理后的數(shù)據(jù)和拉曼數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比對分析,進而判斷樣品中是否含有非法添加藥物；“增強拉曼光譜檢測”是指將金屬納米材料和待測樣品混合后測試,由于金屬納米材料受激后表面等離子體震蕩產(chǎn)生電磁場,在電磁場作用下分子的拉曼強度會大幅增強,通過納米增強試劑將被測物中的非法添加成分的信號放大,得到其增強拉曼光譜圖。

Fig.1 Flowchart of the method

3 結果和討論

3.1 抗疲勞類化學藥物標準品的拉曼信息

圖2A中1和2分別是兩種典型的抗疲勞類化學藥物西地那非和他達拉非標準品的拉曼光譜,它們分別在652、738、819、926、1241、1405、1528、1583和754、819、863、1009、1372、1598 cm-1有明顯的拉曼特征信息,這些拉曼特征信息可作為樣品中是否含有這兩種非法添加藥物的拉曼光譜判斷依據(jù)。配制西地那非、他達拉非標準品水溶液1 mg/mL,取標準品溶液400L與40L增強試劑混合檢測得到譜圖,如圖2B所示：西地那非(1)和他達拉非(2)的增強拉曼光譜分別在652、733、820、925、1236、1404、1535、1587和719、864、924、1366、1566 cm-1有明顯的特征峰,增強拉曼光譜的特征信息可作為樣品中是否含有這兩種非法添加藥物的增強拉曼光譜判斷依據(jù)。

3.2 保健品的拉曼光譜測試

為了達到提升功效或加快藥效的目的,不法商家向保健品中添加的藥物含量一般比較高。如果保健品中其他成分對檢測干擾比較小,通過簡單測試就可能得到非法添加藥物的拉曼信息。圖3是某保健品的拉曼光譜,可以看到在652、737、

821、928、1240、1405、1530、1584 cm-1有明顯的拉曼特征峰,和西地那非標準品的拉曼特征信息匹配度非常高,從而可以判斷其中含有西地那非。

Fig.2 A：Raman spectra of 1.Sildenafil and 2.Tadalafil； B：Surface-enhanced Raman spectra of 1.Sildenafil and 2.Tadalafil

Fig.3 Raman spectrum of an anti-fatigue health food

多數(shù)保健品由于其他成分的影響,即使其中含有非法添加藥物,受各種成分的影響,非法添加藥物的拉曼信號往往會被熒光或其他拉曼信號掩蓋,這種情況下是無法簡單地采用拉曼光譜判斷樣品中是否含有非法添加藥物,需要對樣品進行多次拉曼測試,將多次測試信號疊加,再通過濾除干擾信號獲取有用拉曼信息。圖4A是某保健品經(jīng)過多次測試后信號疊加得到的拉曼光譜,圖4B是對檢測樣品進行連續(xù)多次測量,將數(shù)據(jù)疊加后進行去除背景等處理,將處理后的數(shù)據(jù)和拉曼數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比對分析濾除干擾信息得到的譜峰信息,它在755、823、867、1010、1370、1597 cm-1有明顯的拉曼特征峰,和他達拉非的拉曼特征信息匹配度很高,從而判斷該保健品中含有他達拉非。

Fig.4 A.Superposition of Raman spectrum collected from an anti-fatigue health food;B.spectra of the anti-fatigue health food after filtering interference signal

有的保健品的拉曼光譜受各種成分影響非常強,即使是采用多次測試方法也無法獲取到非法添加藥物的特征信息,但這并不代表該保健品不含有非法添加藥物,需要采用增強拉曼光譜對樣品進行進一步的測試。圖5A、5B是某樣品經(jīng)過單次測試和多次疊加后的拉曼信息,從中無法獲取非法添加藥物的拉曼特征信息；圖5C是對樣品進行前處理——溶劑提取后制成水溶液,將制備的水溶液與增強試劑混合后得到的增強拉曼光譜,從中可以獲取到655、732、823、923、1240、1399、1531、1586 cm-1的拉曼特征峰,這和西地那非的增強拉曼光譜信息匹配度非常高,從而可以判斷該保健品中含有西地那非。

Fig.5 A and B.Raman spectrum and superposition of Raman spectrum collected from the anti-fatigue health food,respectively;C.Surface enhanced Raman spectrum of the health food

4 結論

本文采用拉曼光譜結合增強拉曼光譜的方法研究抗疲勞類保健品中是否含有化學藥物,該方法由三個步驟組成：拉曼光譜直接測試、多次采集疊加處理和增強拉曼測試。通過132種市場上收集的抗疲勞類保健品(通過實驗室核磁共振方法驗證,其中113種含有非法添加藥物,19種不含有非法添加藥物)測試結果發(fā)現(xiàn),準確率超過95%,其中：68種非法添加抗疲勞類保健品拉曼光譜直接可以測出非法添加藥物,占總樣品量的過51.51%；另外有14種通過多次采集疊加處理后順利測出非法添加藥物；余下的31種含有非法添加藥物的樣品中通過增強拉曼測試可以測出25種；另外的6種都是深褐色中成藥丸,含有很多中草藥成分,復雜成分對測試的干擾很大,導致無法檢出；對19種不含非法添加藥物的抗疲勞保健品測試中沒有出現(xiàn)誤報。通過對上百種樣品的驗證,拉曼光譜結合增強拉曼光譜的方法可以作為抗疲勞類保健品中是否含有非法添加藥物的快速判斷手段。試驗中我們也發(fā)現(xiàn),用拉曼光譜直接檢出的82種樣品采用增強拉曼光譜方法同樣可以檢出。而相對于全部采用增強拉曼光譜進行檢測,本文采用的拉曼光譜結合增強拉曼光譜的方法速度更快,操作更為簡單,更適合用于現(xiàn)場快速篩查,同時,該方法也可以用于其他類保健品中是否含有化學藥物的檢測研究。

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[2] 吳小紅,李煥德.中成藥與保健品中非法添加化學藥物的檢測方法[J].醫(yī)藥導報,2009,28(3):342-344.(Wu Xiaohong,Li Huande.The identification of added illegaly medicine in Chinese traditional medicine and health food [J].Herald Med,2009,28(3):342-344.)

[3] 張雁,尹利輝.表面增強拉曼光譜法檢測中成藥中的微量西藥成分初探[C]∥科學儀器服務民生學術大會論文集.2011.(Zhang Yan,Yin Lihui.Reseach of detecting substances western medicine by surface enhanced Raman spectroscopy [C]∥SIC.2011.)

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Inspection of Illegally Added Medicine in Anti-Fatigue Health Food by Raman Spectroscopy

ZHANG Jian-hong1,WANG Hong-qiu1,XU Li2,NING Yan-shi1,JIANG Li1,YI Yu-min1,ZHANG Li1

(1.NuctechCompanyLimited,Beijing,100084;2.BeijingInstituteofMicrochemistry,Beijing,100091)

Methods for rapid inspection of illegally added medicine in anti-fatigue health food using Raman spectroscopy is investigated.Raman scattering,superposition of Raman scattering and surface enhanced Raman scattering are combined to get specific Raman signal of samples,and the illegally added medicine can be inspected by comparing the Raman spectra of the samples with those of medicine.Hundreds of samples were inspected and the accuracy is higher than 95 percent,which indicates the method available for the inspection of illegally added medicine in anti-fatigue health food.

anti-fatigue health food; illegally added medicine; Raman spectra; surface enhanced Raman spectrometry; inspection

2015-06-15; 修改稿日期:2015-09-23

張建紅(1982-),男,主要從事拉曼光譜研究,E-mail:zhangjianhong@nuctech.com

1004-5929(2016)03-0226-04

O433.5+9

A

10.13883/j.issn1004-5929.201603007