拉曼光譜快速檢測減肥保健品中非法添加酚酞的研究

李志成,劉小玲,甘 盛,施曉光

(1.廣西大學輕工與食品工程學院,廣西南寧 530004；2.廣西食品藥品檢驗所,廣西南寧 530021)

拉曼光譜快速檢測減肥保健品中非法添加酚酞的研究

李志成1,劉小玲1,甘 盛2,*,施曉光2

(1.廣西大學輕工與食品工程學院,廣西南寧 530004；2.廣西食品藥品檢驗所,廣西南寧 530021)

目的:采用拉曼光譜法快速檢測減肥保健品中非法添加的酚酞。方法:采用拉曼光譜對減肥保健品中的非法添加物質酚酞進行快速檢測,首先使用適當的溶劑對減肥保健品進行提取,然后對提取液進行過濾,最后直接進行拉曼光譜的測試。結果:建立了酚酞-甲醇溶液的標準曲線,并且對添加不同濃度酚酞的減肥保健品進行拉曼光譜檢測,所得結果與酚酞實際添加量一致。結論:結合簡單的前處理方法,拉曼光譜法可對減肥保健品中非法添加的酚酞進行快速檢測,并可進行定量分析；該方法快速、簡便、成本低、可同時得到定性與定量結果,該方法的檢測限為1%。

拉曼光譜,減肥保健品,酚酞,非法添加

近年來,隨著人們生活水平的日益提高,肥胖也成為很多人面臨的健康問題,相比于西藥成分的副作用,更多人傾向于購買中藥減肥類產品。但由于中藥成分顯效慢,很多不法商家在中藥成分中大量添加酚酞等化學添加劑,以達到快速見效的目的,酚酞會對人的神經系統造成嚴重損害,甚至致癌,多省市藥監局已經開始嚴厲打擊減肥藥中的非法添加行為。通常實驗室中常采用高效液相色譜(HPLC)法或薄層色譜(TLC)法對減肥保健品中的酚酞進行檢測[1-6],HPLC法檢測靈敏度高,但過程繁瑣,耗時長,TLC需要使用大量揮發溶劑,并不適合大規模的快速檢測。目前較為常用的快檢方法是使用酚酞快篩試劑盒,但顯色法受環境溫度等影響較大,假陽性率高,并且成本較高；因此開發一種快速、準確、低成本的方法具有很大的實際意義。

分子光譜法是快檢領域常用的手段,特別是近紅外光譜在藥品打假中扮演了重要角色[7-9],但是由于中藥保健品的復雜性,近紅外光譜無法建立通用的模型,即使對于同一個廠家的產品,由于中藥產地等影響,近紅外光譜也無法獲得好的效果。拉曼光譜也是分子光譜的一種,近年來越來越多的應用于快檢領域,相比于近紅外光譜,拉曼光譜特征峰明顯,無需復雜、大量的建模過程,非常適合于假藥的篩查[10-14]。但是通常中藥樣品(粉末、片劑等)會產生嚴重的熒光干擾,使得拉曼光譜無法直接應用,限制了拉曼光譜在這方面的應用。本文中采用溶劑提取的方法,從中藥保健品中提取非法添加成分進行檢測,既避免了熒光干擾,又能夠檢測到酚酞的信號,成功將拉曼光譜用于中藥保健品的檢測。

表1 上述4種樣品的預測濃度Table 1 Predicted concentration of Phenolphthalein for 4 samples above

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

拉曼光譜儀采用英國Metage公司生產的OPAL-3000型便攜式拉曼光譜儀,激發功率400mW,激發光為785nm,分辨率4.5cm-1。

酚酞標準品(中國食品藥品檢定研究院,批號:1009-199601),兩個廠家的減肥保健品樣品為廣西自治區食品藥品檢驗所抽檢樣品(分別標記為樣品A,批號:20120516；樣品B,批號:120701/3),采用HPLC對樣品進行檢測,檢驗結果為樣品A:不含酚酞；樣品B:1g中含有107mg酚酞；甲醇(分析純) 購于北京化工廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 酚酞標準品與減肥藥固體的拉曼測試 分別取少量的酚酞標準品和樣品A粉末進行拉曼測試,稱量5mg酚酞標準品與100mg樣品A粉末,混合、研磨后,進行拉曼測試。

1.2.2 建立酚酞-甲醇標準曲線 分別配制質量濃度為0.1%、0.25%、0.5%和1%的酚酞-甲醇溶液,測試拉曼光譜,并計算標準曲線。標準曲線是以酚酞在830cm-1和801cm-1的兩個特征拉曼峰的積分面積對配制濃度作圖,圖2中則列出了使用此標準曲線的預測濃度與樣品配制濃度的關系,得到線性回歸方程為Y=5.27825X-0.0230149(n=4),R2=0.9974。測定樣品濃度時使用甲醇對減肥保健品進行提取。

1.2.3 拉曼光譜提取物的制備 將4份經HPLC檢測不含有酚酞的樣品A(每份0.5g),分別摻入一定量的酚酞,摻雜后酚酞濃度分別為0、1%、2%、5%,各加入5mL甲醇,超聲10min后,靜止取上清液測量拉曼光譜。

1.2.4 樣品的提取與制備 稱量4份樣品A,每份0.5g,取其中3份分別與5、10、25mg的酚酞混合、研磨,得到4份樣品中含酚酞量分別為0、1%、2%、5%；稱量0.5g樣品B。

上述5份樣品分別加入到5mL醇溶液中,超聲10min,靜止取上清液,直接測試拉曼光譜。

2 結果與分析

2.1 甲醇中甲醇(a)與酚酞(b)的拉曼光譜

圖1為甲醇和1%酚酞的甲醇溶液的拉曼光譜。從圖中可以看出,盡管甲醇的拉曼信號非常強,但仍然能夠看到酚酞的拉曼信號。

圖1 甲醇中甲醇(a)與酚酞(b)的拉曼光譜Fig.1 Raman spectra of(a)Methanol and (b)1% Phenolphthalein in Methanol

2.2 甲醇中酚酞濃度的標準曲線

圖2是酚酞的標準曲線,相關系數為0.9981,酚酞濃度為0.1%時,仍然能夠準確定量。拉曼信號的強度與樣品濃度符合朗伯比爾定律,本文中以酚酞在830cm-1和801cm-1(圖4)的兩個特征拉曼峰的積分面積對標準溶液的配制濃度作圖。表1是4種樣品的預測濃度,從標準曲線直接得到的酚酞濃度分別為0.0042%、0.1080%、0.1804%和0.5035%,由于處理過程中取0.5g樣品與5mL甲醇混合,即稀釋10倍,因此實際減肥產品中的酚酞濃度為0.042%、1.08%、1.804%與5.035%,與實際添加值接近；在酚酞-甲醇溶液體系中,拉曼光譜的檢測下限為0.1%,因此對于實際減肥產品中的酚酞檢測下限為1%。

圖2 甲醇中酚酞濃度的標準曲線Fig.2 Calibration curve of Concentration of Phenolphthalein in Methanol

表1是4種樣品的預測濃度,從標準曲線直接得到的酚酞濃度分別為0.0042%、0.1080%、0.1804%和0.5035%,由于處理過程中取0.5g樣品與5mL甲醇混合,即稀釋10倍,因此實際減肥產品中的酚酞濃度為0.042%、1.08%、1.804%與5.035%,與實際添加值接近；在酚酞-甲醇溶液體系中,拉曼光譜的檢測下限為0.1%,因此對于實際減肥產品中的酚酞檢測下限為1%。

對HPLC檢測含有酚酞的樣品B進行檢測,取0.5g Sample B加入5mL甲醇,超聲10min中,靜止取上清液測量拉曼光譜。圖5為樣品 B的拉曼光譜,表2是樣品B的預測結果,預測值與HPLC值較為接近。

表2 樣品B中酚酞的預測濃度Table 2 Predicted concentration of Phenolphthalein for Sample B.

2.3 酚酞標準品與減肥保健品固體直接測試的拉曼光譜

圖3中分別是酚酞標準品(曲線a)、樣品A(曲線b)和100mg樣品A摻入5mg酚酞(曲線c)的拉曼光譜。可以看出,酚酞標準品具有非常明顯的拉曼信號；減肥保健品A的拉曼光譜則呈現非常明顯的熒光,并且在測試時樣品點很容易被激光燒焦(見圖3中插圖)；在摻入5%的酚酞后,獲得的拉曼光譜仍然主要為熒光,無法分辨出酚酞的信號,因此拉曼光譜無法直接用于減肥保健品粉末的測試。

圖3 酚酞粉末(a)、樣品A(b)、100mg樣品A 混合5mg酚酞(c)的拉曼光譜Fig.3 Raman spectra of(a)Phenolphthalein powder; (b)Sample A;(c)100mg sample A mixed with 5mg Phenolphthalein

2.4 樣品提取液的拉曼光譜

圖4為上述四份樣品提取液的拉曼光譜,可以看出其光譜與酚酞-甲醇標準光譜非常相似,并且能夠看到酚酞的拉曼信號,表明使用甲醇能夠從樣品中提取出酚酞成分,并且沒有受到其它成分干擾。

圖4 樣品A(a)、樣品A加入1%的酚酞(b)、 樣品A加入2%的酚酞(c)、樣品A 加入5%的酚酞(d)的拉曼光譜Fig.4 Raman spectra of(a)Sample A;(b)1% Phenolphthalein added to Sample A;(c)2% Phenolphthalein added to Sample A;(d)5% Phenolphthalein added to Sample A

在掃描建模時,酚酞的拉曼特征峰出現在830cm-1和801cm-1。在樣本B的光譜圖中,由于樣品B的酚酞含量比樣本A高,我們可以明顯看到830cm-1和801cm-1兩個酚酞特征峰,遠比圖4中的酚酞特征峰清晰。

圖5 樣品B的拉曼光譜Fig.5 Raman spectrum of Sample B.

需要指出的是,拉曼光譜在靈敏度上無法與HPLC方法媲美,但是由于不法廠商為了使產品獲得明顯的療效,通常添加酚酞的含量很高(通常在1%以上),因此拉曼光譜法完全能夠滿足要求單獨測試一個未知樣本不能顯示本方法的優越性,需要多檢測幾個未知樣本確保方法的穩定性,預測結果是高于真實值還是低于真實值需要驗證,這樣才能有效評估本方法,并且由于拉曼光譜法制樣簡單,成本低,整個檢測過程不超過15min,這使得拉曼光譜法非常適合大量樣品或者現場快速檢測。

3 結論

本文中首選對酚酞-甲醇體系進行拉曼光譜測試建立定量曲線,對HPLC檢測不含酚酞的樣品認為添加不同含量的酚酞,拉曼光譜檢測結果與實際添加含量一致；再對HPLC檢測含有酚酞的樣品進行拉曼檢測,預測結果與HPLC檢測含量接近；這表明結合簡單適當的預處理過程,拉曼光譜能夠對減肥保健品中非法添加的酚酞進行檢測,檢測下限達到1%,并且整個檢測過程不超過15min,檢測成本低,適合大量樣品快速篩查及現場檢測。

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A fast method to identify Phenolphthalein added illegally addedto diet pills by Raman Spectroscopy

LI Zhi-cheng1,LIU Xiao-ling1,GAN Sheng2,*,SHI Xiao-guang2

(1.College of Light Industry and Food Science,Guang Xi University,Nanning 530004,China;2. Guangxi Institute For Food and Drug Control,Nanning 530021,China)

Objective:To identify Phenolphthalein illegally added to diet pills by Raman spectroscopy. Methods:Raman spectroscopy was used to identify Phenolphthalein added to diet pills. First,diet pills were extracted by suitable solvent,then extracting solution were filtered. Finally filtrate were measured by Raman spectroscopy. Results Calibration curve was built and analysis were performed on samples with different content of Phenolphthalein. Results were accordance with real amount added. Conclusion:With suitable sample preprocessing method,Raman spectroscopy could be used to fast screening Phenolphthalein illegally added to diet pills. This method is fast,simple,low cost and can give both qualitative and quantitative results. The detection limit is 1% for Phenolphthalein in diet pill.

Raman spectroscopy;diet pill;Phenolphthalein;illegal additives

2014-04-16

李志成(1990-),男,在讀碩士,研究方向:光譜檢測。

*通訊作者:甘盛(1980-),男,博士,研究方向:藥學與藥物分析。

中青年發展研究基金(2013WC3)；廣西自然科學青年基金(2014GXNSFBA118059)。

TS207

A

1002-0306(2015)03-0324-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.060