抗疲劳类保健品中非法添加药物的拉曼检测法

张建红,王红球,许莉,宁岩实,姜丽,易裕民,张丽

(1.同方威视技术股份有限公司,北京 100084;2.北京微量化学研究所,北京 100091)



抗疲劳类保健品中非法添加药物的拉曼检测法

张建红1,王红球1,许莉2,宁岩实1,姜丽1,易裕民1,张丽1

(1.同方威视技术股份有限公司,北京 100084;2.北京微量化学研究所,北京 100091)

本文采用拉曼光谱方法研究抗疲劳类保健品中非法添加化学药物的快速筛查方法。该方法结合拉曼光谱初筛、光谱叠加分析和增强拉曼光谱以获取样品的特征拉曼信息,通过分析样品和化学药物的拉曼信息的匹配程度,判断抗疲劳类保健品中是否非法添加了化学药物。采用这种方法对北京公安在市场上抽样送检的上百种保健品进行了测试,检测的准确性大于95%,这表明拉曼光谱方法可用于快速筛查抗疲劳类保健品中是否非法添加药物。

抗疲劳保健品；非法添加药物；拉曼；增强拉曼光谱；检测

1 引言

一些不法商家为达到提升功效或加快药效的目的,往往在保健品里违法添加化学药物。而且由于目前检测技术尤其是查验现场快速检测技术还不够完善,导致保健品中非法添加化学药物的现象屡有发生。化学药物往往具有副作用,需要在医生指导下服用,如果长期服用这类食品会危害身体健康,因此,对保健品的监管非常重要。目前对保健品中非法添加化学药物的检测主要采用色谱、质谱、核磁等方法[1-2],这些方法检测时间长,无法满足现场快速筛查的需要。拉曼光谱指纹信息可能作为检测保健品中是否含有化学药物的有效手段[3-4],但是由于不同化学药物的性质不同,针对不同化学药物检测方法也往往有差异,如何采用通用的方法判断保健品中是否含有化学药物仍然是非常有挑战性的课题。本文通过拉曼光谱方法研究抗疲劳类保健品和化学药物的特征信息,开发出采用拉曼光谱判断抗疲劳类保健品中是否添加化学药物的快速准确筛查方法。

2 实验

检测中采用同方威视自主研发的RT3000便携式拉曼光谱仪,半导体激光器的激发波长为785 nm,功率为450 mW,分辨率12 cm-1。拉曼测试过程中将探头对准样品直接进行检测；在增强拉曼测试中将样品和同方威视研发的增强试剂混合后放入样品室进行检测。

测试样品为典型抗疲劳类化学药物西地那非和他达拉非标准品,以及北京某公安局由市场上收集的132种抗疲劳类保健品。

西地那非(Sildenafil)标准品：规格：10 mg；纯度98 %；生产企业：Toronto Research Chemicals Inc；批号：April 24,2014.

他达拉非(Tadalafil)标准品：规格：250 mg；纯度99.9 %；生产企业：European Directorate for the Quality of Medicines & Healthcare.

测试流程图如图1所示：其中“连续测试数据分析”是指对检测样品进行连续多次测量,将数据叠加后进行去除背景等处理,将处理后的数据和拉曼数据库中的数据进行比对分析,进而判断样品中是否含有非法添加药物；“增强拉曼光谱检测”是指将金属纳米材料和待测样品混合后测试,由于金属纳米材料受激后表面等离子体震荡产生电磁场,在电磁场作用下分子的拉曼强度会大幅增强,通过纳米增强试剂将被测物中的非法添加成分的信号放大,得到其增强拉曼光谱图。

Fig.1 Flowchart of the method

3 结果和讨论

3.1 抗疲劳类化学药物标准品的拉曼信息

图2A中1和2分别是两种典型的抗疲劳类化学药物西地那非和他达拉非标准品的拉曼光谱,它们分别在652、738、819、926、1241、1405、1528、1583和754、819、863、1009、1372、1598 cm-1有明显的拉曼特征信息,这些拉曼特征信息可作为样品中是否含有这两种非法添加药物的拉曼光谱判断依据。配制西地那非、他达拉非标准品水溶液1 mg/mL,取标准品溶液400L与40L增强试剂混合检测得到谱图,如图2B所示：西地那非(1)和他达拉非(2)的增强拉曼光谱分别在652、733、820、925、1236、1404、1535、1587和719、864、924、1366、1566 cm-1有明显的特征峰,增强拉曼光谱的特征信息可作为样品中是否含有这两种非法添加药物的增强拉曼光谱判断依据。

3.2 保健品的拉曼光谱测试

为了达到提升功效或加快药效的目的,不法商家向保健品中添加的药物含量一般比较高。如果保健品中其他成分对检测干扰比较小,通过简单测试就可能得到非法添加药物的拉曼信息。图3是某保健品的拉曼光谱,可以看到在652、737、

821、928、1240、1405、1530、1584 cm-1有明显的拉曼特征峰,和西地那非标准品的拉曼特征信息匹配度非常高,从而可以判断其中含有西地那非。

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

多数保健品由于其他成分的影响,即使其中含有非法添加药物,受各种成分的影响,非法添加药物的拉曼信号往往会被荧光或其他拉曼信号掩盖,这种情况下是无法简单地采用拉曼光谱判断样品中是否含有非法添加药物,需要对样品进行多次拉曼测试,将多次测试信号叠加,再通过滤除干扰信号获取有用拉曼信息。图4A是某保健品经过多次测试后信号叠加得到的拉曼光谱,图4B是对检测样品进行连续多次测量,将数据叠加后进行去除背景等处理,将处理后的数据和拉曼数据库中的数据进行比对分析滤除干扰信息得到的谱峰信息,它在755、823、867、1010、1370、1597 cm-1有明显的拉曼特征峰,和他达拉非的拉曼特征信息匹配度很高,从而判断该保健品中含有他达拉非。

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谱受各种成分影响非常强,即使是采用多次测试方法也无法获取到非法添加药物的特征信息,但这并不代表该保健品不含有非法添加药物,需要采用增强拉曼光谱对样品进行进一步的测试。图5A、5B是某样品经过单次测试和多次叠加后的拉曼信息,从中无法获取非法添加药物的拉曼特征信息；图5C是对样品进行前处理——溶剂提取后制成水溶液,将制备的水溶液与增强试剂混合后得到的增强拉曼光谱,从中可以获取到655、732、823、923、1240、1399、1531、1586 cm-1的拉曼特征峰,这和西地那非的增强拉曼光谱信息匹配度非常高,从而可以判断该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 结论

本文采用拉曼光谱结合增强拉曼光谱的方法研究抗疲劳类保健品中是否含有化学药物,该方法由三个步骤组成：拉曼光谱直接测试、多次采集叠加处理和增强拉曼测试。通过132种市场上收集的抗疲劳类保健品(通过实验室核磁共振方法验证,其中113种含有非法添加药物,19种不含有非法添加药物)测试结果发现,准确率超过95%,其中：68种非法添加抗疲劳类保健品拉曼光谱直接可以测出非法添加药物,占总样品量的过51.51%；另外有14种通过多次采集叠加处理后顺利测出非法添加药物；余下的31种含有非法添加药物的样品中通过增强拉曼测试可以测出25种；另外的6种都是深褐色中成药丸,含有很多中草药成分,复杂成分对测试的干扰很大,导致无法检出；对19种不含非法添加药物的抗疲劳保健品测试中没有出现误报。通过对上百种样品的验证,拉曼光谱结合增强拉曼光谱的方法可以作为抗疲劳类保健品中是否含有非法添加药物的快速判断手段。试验中我们也发现,用拉曼光谱直接检出的82种样品采用增强拉曼光谱方法同样可以检出。而相对于全部采用增强拉曼光谱进行检测,本文采用的拉曼光谱结合增强拉曼光谱的方法速度更快,操作更为简单,更适合用于现场快速筛查,同时,该方法也可以用于其他类保健品中是否含有化学药物的检测研究。

[1] 陈斌,胡昭君,余岳林,等.中成药和保健食品中非法添加西药成分检测方法的探索[J].药物分析杂志,2009,29(10):1677-1680.(Chen Bin,Hu Zhaojun,Yu Yuelin,etal.Use of spectrometry and chromatography for the identification of added illegally medicine in Chinese traditional medicine and herbal dietary supplement [J].Chin J Pharm Anal,2009,29(10):1677-1680.)

[2] 吴小红,李焕德.中成药与保健品中非法添加化学药物的检测方法[J].医药导报,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] 张雁,尹利辉.表面增强拉曼光谱法检测中成药中的微量西药成分初探[C]∥科学仪器服务民生学术大会论文集.2011.(Zhang Yan,Yin Lihui.Reseach of detecting substances western medicine by surface enhanced Raman spectroscopy [C]∥SIC.2011.)

[4] 甘勇强,纪南,田萍,等.拉曼光谱快速检测减肥保健品中非法添加酚酞的研究[J].中国药师,2014,17(10):1675-1677.(Gan Yongqiang,Ji Nan,Tian Pin,etal.A fast determination method for phenolphthalein illegally added into diet health products by Raman spectroscopy [J].China Pharmacist,2014,17(10):1675-1677.)

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

张建红(1982-),男,主要从事拉曼光谱研究,E-mail:zhangjianhong@nuctech.com

1004-5929(2016)03-0226-04

O433.5+9

A

10.13883/j.issn1004-5929.201603007