林碧璇何惠芳吳蔚苗
(1.佛山市順德區第一人民醫院藥劑科佛山528300;2.佛山市順德區中醫院藥劑科佛山528300)
中藥制劑中農藥高通量監測的技術研究△
林碧璇1何惠芳1吳蔚苗2
(1.佛山市順德區第一人民醫院藥劑科佛山528300;2.佛山市順德區中醫院藥劑科佛山528300)
本文基于2015版《中國藥典》(通則2341)中就農藥殘留量測定法的要求,分析美、日、歐洲等國外藥典中對植物藥農藥殘留量的限量規定,提出實現中藥制劑農殘高通量篩查必要性的同時,聚焦“樣品前處理”與“檢測手段選擇”關鍵技術研究進展,為快速、靈敏、簡便的中藥制劑農殘分析平臺的建立提供參考。
中藥制劑 農藥殘留 高通量分析
隨著中成藥需求的日益增長,野生藥材資源告急,采用人工種植的藥材已成為中藥制劑原料的重要來源。盡管國家藥品監督管理局制定了中藥材生產質量管理規范(GAP),對中藥材生產基地的選定、品種栽培、采收加工、質量標準作出了規定,但在實施過程中,部分種植戶為防止病、蟲、草害不合理噴用農藥,或在藥材加工、儲存過程中不科學施用農藥的現象常有發生。過度用藥后殘留的有機農藥很可能通過中草藥經加工積蓄到由其制成的中成藥,對藥品使用者的健康造成威脅。可見,中藥材與中藥制劑的農藥殘留問題已成為我國藥物安全性評價系統中迫切需要解決的難題。
在全球中草藥市場中,農藥殘留問題是我國中藥出口的瓶頸之一,使其銷售量仍然處于低端徘徊狀態[1],2015版《中國藥典》對中藥農藥殘留的規定遠遠低于歐美發達國家的標準。為此,筆者擬對我國藥典與美、日、歐洲等國外標準中關于植物藥農藥殘留量的限量規定進行對比分析,并就中成藥農藥殘留分析過程中的核心環節——“樣品前處理”與“檢測手段選擇”的研究現狀作一綜述,旨在為建立快速、靈敏、簡便的中藥制劑中農藥多殘留高通量篩查平臺提供參考。
市售有機農藥按化學結構分類,主要為有機氯類、有機磷類、氨基甲酸酯類以及擬除蟲菊酯類[1,2]。其中有機氯類農藥化學性質穩定,禁用多年后仍可在水域、土壤內測出較高的殘留量,由外界環境的殘留引起的植物體內蓄積,很可能引起中藥制劑不同程度的污染。有報道[3,4]參照藥典9種有機氯類農藥殘留量測定法評價臨床常用的幾種成藥制劑的安全性,結果部分樣品檢出含有六六六與滴滴涕,所幸其殘留量低于0.01mg/kg。亦有報道[1,5]檢出部分中藥制劑中含有有機磷、擬除蟲菊酯類農藥。
2015版《中國藥典》僅對人參(人參莖葉總皂苷、人參總皂苷)、甘草、西洋參、黃芪藥材品種中有機氯類農藥殘留量有所規定,未涉及中藥制劑中農藥殘留量的測定,標準相對滯后[6]。盡管藥典四部“通則2341農藥殘留量測定法”中除常用的第一法(9種有機氯類農藥殘留量測定法、22種有機磷類農藥殘留量測定法)外,尚有第二法(機磷類農藥殘留量測定法-色譜法)、第三法(擬除蟲菊酯類農藥殘留量測定法-色譜法)與第四法(農藥多殘留量測定法-質譜法)的表述[7],但在藥典一部中成藥制劑下的檢查項未有農藥殘留量的限量要求。相比之下,其他國家與地區已對植物藥和植物提取物的農藥殘留有嚴格的規定。
香港中成藥注冊安全性資料技術指引把艾氏劑、狄氏劑、氯丹等9類20種有機氯類農藥殘留列為中成藥安全性的必檢項目[8]。歐洲藥典與美國藥典為目前規定植物藥的農藥殘留限量品種較為全面的藥典,除有機氯類農藥還規定了有機磷類農藥限量,涉及70余種農藥[9]。除品種涉及面較我國藥典廣泛外,上述標準收載的方法具有較強的適用性與嚴謹性[10]:樣品前處理包括凝膠滲透色譜法GPC+固相萃取小柱(SPE)、混合固相萃取小柱(SPE)法或磺化反應法,適用于多種農藥的檢測;為防止實驗中外源性污染,對溶劑、試劑、玻璃器皿洗滌等作出規定,對最低檢測限、加樣回收率等有所要求;若出現陽性結果,要求使用不同極性的毛細管氣相色譜柱或GC-MS聯用進行驗證。顯然,我國藥典對中成藥的農藥殘留限量暫無一品種要求的現狀,滯后于國際上對天然藥物中農藥殘留的規定,建立快速、靈敏、全面的中藥制劑農藥多殘留分析平臺已迫在眉睫。
中藥制劑所含化學成分復雜,涵蓋黃酮、生物堿、萜類、色素、油脂等,劑型復雜,而制劑中的農藥殘留量屬痕量級(ng~pg級),使農藥的提取、凈化難度較高,檢測方式選擇更為復雜。過去的學者們就樣品的前處理與檢測手段的選擇兩大關鍵技術積累了豐富的工作經驗。
2.1樣品前處理技術:目前在農殘分析中應用較為廣泛的提取凈化方法為QuEChERS法、儀器提取法(超臨界流體萃取、加速溶劑萃取、微波萃?。⑽教崛》ǎü滔噍腿 ⒐滔辔⑤腿?、基質固相分散)、凝膠滲透色譜等,并逐步向免疫親和色譜、分子印跡技術等操作簡便、環境污染小的新型技術發展。
QuEChERS法集樣品萃取、凈化為一體,適合大批量樣品的分析,Xu R等[11]采用改良的QuEChERS法完成80種中草藥中15種有機氯農藥殘留的樣品前處理,但此法去除色素及中弱極性干擾物的能力不甚理想[12]。通過柱凈化處理亦為一研究熱點,劉曉霞等[1]對比活性炭吸附+乙酸乙酯超聲提取、有機溶劑超聲提取+柱凈化處理,結果后者可除去大量雜質;有報道[13,14]采用凝膠滲透色譜(GPC)凈化-毛細管氣相色譜完成仙靈骨葆膠囊、化痔栓中20種有機氯農藥的測定;但此類SPE和離線GPC在進行多樣品凈化時,存在溶劑消耗量大、操作煩瑣、制樣時間長等局限性[15]。較為經典的磺化反應法,對樣品中的色素、油脂類干擾物質凈化效果明顯,但不適用于對酸不穩定的狄氏劑、異狄氏劑、五氯苯胺等農藥測定。
針對不同提取凈化手段的屬性,Huang ZQ等[16]聯合凝膠滲透色譜與固相萃取凈化樣品,采用氣相色譜-質譜聯用進行測定,成功建立了茶葉中102種農藥殘留的檢測方法。本例的成功得益于前處理技術的優勢互補與檢測手段的日漸成熟,提示同時測定多種農藥殘留成為可能,該思路拓展到藥材、制劑等對象的農藥多殘留分析,更是中藥安全性評價系統往后發展的重要風向標。
2.2樣品檢測技術:隨著農藥殘留前處理方法的逐漸成熟,檢測技術手段多種多樣?,F較常用的方法有氣相色譜法、氣質聯用技術、高效液相色譜法、液質聯用技術、毛細管電泳法、免疫分析法和生物傳感器技術等。
2.2.1氣相色譜法與氣相色譜-質譜聯用技術:在眾多的檢測手段中,氣相色譜法在實際農殘檢測中使用最多,相關文獻資源豐富[4,8,17]主要適用于相對分子量小、沸點低、熱穩定性較好的農藥品種,其檢測器主要分為電子捕獲檢測器(ECD)、氮磷檢測器(NPD)與火焰光度檢測器(FPD):ECD用于高電負性農藥如擬除蟲菊酯類、有機氯類農藥的檢測[18];NPD用于氨基甲酸酯類和有機磷類農藥殘留的檢測[19];FPD為含磷、硫類化合物的特異性檢測器,用于有機磷類農藥殘留的檢測[20]。盡管氣相色譜法的不同檢測器可滿足不同性質的農藥檢測,但存在:①FPD、NPD檢測器專屬性較強,只能檢測某一特定種類的農藥;②進行復雜樣品測定時易受到背景噪音和雜質的干擾;③多成分測定時分離度較差等問題。
氣相色譜-質譜聯用技術彌補了氣相色譜法檢測器的缺陷,質譜檢測器屬通用性檢測器,可通過選擇監測離子模式降低背景噪音與雜質干擾從而提高靈敏度,適用于中藥制劑中農藥多殘留分析,可同時完成不同類別的百余種農藥殘留的快速掃描、定性定量。郭青等[21]對比GC-ECD和GC-MS法測定甘草鋅顆粒及復心片中二十種有機氯農藥,結果顯示GC-ECD在痕量分析時易受假陽性及背景干擾。謝耀軒等[22]采用GC-MS法完成安宮降壓丸、喉必清膠囊、消石靈膠囊等12種香港中成藥的20種有機氯農藥殘留的分析。
2.2.2液相色譜法與液相色譜-質譜聯用技術:高效液相色譜法配置紫外可見光光度檢測器、熒光檢測器、二級管陣列檢測器等檢測器后,適用于氣相色譜難以測定的沸點高、熱不穩定的農藥檢測[23]。液相色譜-質譜聯用較液相色譜法的優勢與氣相色譜-質譜聯用雷同,可完成大分子量的成分檢測,其種類涉及有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯、苯并咪唑、三唑類等[24,25]。
2.2.3其他:在農藥殘留分析中,采用毛細管電泳技術、超臨界流體色譜-檢測器聯用、免疫分析法、生物傳感器法檢測手段的文獻報道相對較少。毛細管電泳技術具有分析速度快、選擇性強、溶劑和試樣用量極少的特點;超臨界流體色譜-檢測器聯用應用于沸點低、熱不穩定的農藥檢測;免疫分析法與生物傳感器法操作簡單、特異性強,在農藥殘留分析領域具有良好的發展前景。
針對全世界農藥使用量迅猛增長的態勢,日、韓、美等國已日漸加強天然藥物開發的法制化工作,對植物藥中農藥殘留的法律法規規定監測的農藥殘留品種和有關國家藥典中的農藥規定較為完善。而我國現行藥典僅對人參(人參莖葉總皂苷、人參總皂苷)、甘草、西洋參、黃芪藥材品種中有機氯類農藥殘留量有所規定,未涉及中成藥品種的規定,標準相對滯后。為此,筆者基于學者們在中成藥農殘分析的文獻材料,就中藥制劑的農藥高通量監測系統提出拙見:①參照2015版《中國藥典》“通則2341農藥殘留量測定法”中第四法“農藥多殘留量測定法-質譜法”與農業行業標準中蔬菜水果農藥多殘留監測方法,嘗試建立臨床常用、服用療程長的中成藥中多種農藥同時測定的方法;②根據成藥不同劑型中基質、輔料的干擾,對高通量監測方法進行適當的優化;③參考《殘留分析質量控制指南》對實驗細節進一步規范,如實驗試劑的純度、玻璃器皿的洗滌方法、農藥標準品儲備液的存放條件、陽性結果用以驗證的色譜柱類型等;④重視中藥制劑原料的溯源,登記藥材的農藥使用情況,尤其關注其他地區和國家規定的農藥品種;⑤重視藥品技術人員樣品提取、凈化、分析等操作的規范化。隨著人們對中藥制劑用藥安全性的關注日漸升溫,中成藥農藥殘留問題的解決迫在眉睫,建立快速、靈敏、簡便的中藥制劑中多種農殘高通量監測平臺具有現實意義,保障患者用藥安全的同時利于出口產品與國際標準的接軌。
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B
1672-8351(2016)10-0156-02
△佛山市科技局立項科研課題編號:(2014AB002333),項目名稱:中藥制劑中農藥殘留的檢測技術研究。