王 璐，劉成雁，王志嘉，任雪冬，吳冬冬，尤海丹，熊 爽

(遼寧省分析科學(xué)研究院 遼寧省標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)工程技術(shù)研究中心 遼寧省分析測試技術(shù)

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超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定中藥制劑中松香酸、11-羰基-β-乙酰乳香酸及蘇丹紅Ⅰ～Ⅳ的含量

王 璐，劉成雁*，王志嘉，任雪冬，吳冬冬，尤海丹，熊 爽

(遼寧省分析科學(xué)研究院 遼寧省標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)工程技術(shù)研究中心 遼寧省分析測試技術(shù)

建立了快速檢測中藥制劑中松香酸、11-羰基-β-乙酰乳香酸、蘇丹紅Ⅰ～Ⅳ的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜方法。樣品以甲醇為提取溶劑，經(jīng)Zorbax SB-C18色譜柱分離，以乙腈-0.1%甲酸水溶液為流動相梯度洗脫，流速為0.3 mL/min；采用電噴霧離子源(ESI)，正離子多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)掃描方式檢測；基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。結(jié)果表明，6種化合物分別在3.0～100 μg/L(蘇丹紅Ⅰ，Ⅱ)及30～1 000 μg/L(松香酸、11-羰基-β-乙酰乳香酸及蘇丹紅Ⅲ，Ⅳ)范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.99，方法檢出限為0.7～8.6 μg·kg-1，定量下限為2.2～25.1 μg·kg-1。低、中、高3個(gè)加標(biāo)水平下各化合物的平均回收率為76.5%～94.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.3%～9.9%。采用酸化提取液的方法解決了蘇丹紅Ⅲ和Ⅳ的光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象帶來的計(jì)算誤差。通過對目標(biāo)化合物碎片離子的研究以及質(zhì)譜裂解規(guī)律的總結(jié)，為其定性鑒別和定量分析提供了參考。該方法操作簡便、準(zhǔn)確、快速、靈敏，適合摻假中藥制劑中松香酸及蘇丹紅含量的檢測。

超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法；松香酸；11-羰基-β-乙酰乳香酸；蘇丹紅Ⅰ～Ⅳ；中藥制劑

乳香、沒藥、血竭具有調(diào)氣活血、舒筋活絡(luò)、消腫散結(jié)等功效，適用于各種跌打損傷[1]。乳香與沒藥均為樹脂類藥材，乳香中的主要特征成分為11-羰基-β-乙酰乳香酸，目前主要依靠進(jìn)口，來源有限，價(jià)格較高。經(jīng)市場調(diào)查，常有用松脂或松香摻假的乳香、沒藥銷售[2-3]。松香的主要成分為松香酸，屬萜類化合物，有小毒，中醫(yī)臨床多為外用，少內(nèi)服。因此藥品中添加松香不僅降低藥效，還具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。劣質(zhì)血竭藥材常用蘇丹紅染色，以改善外觀，提高售價(jià)。蘇丹紅Ⅰ～Ⅳ原型及其代謝產(chǎn)物均有一定的潛在致癌作用，我國已禁止其作為色素添加劑在食品中使用。由此可見，偽劣中藥嚴(yán)重影響患者健康甚至危及生命，必須加強(qiáng)中藥摻假的打擊力度。

近年來對松香酸和乳香酸的檢測，主要有高效液相色譜法(HPLC)[4-5]、薄層色譜法(TLC)等[6-7],但其靈敏度低，選擇性和特異性較差。針對蘇丹紅的檢測方法主要有HPLC[8]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)[9-14]和氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)[15]等，但其測定的樣品多為辣椒制品、調(diào)味品、熟食、蛋禽類等食品，鮮見測定中藥中非法添加蘇丹紅染色劑的報(bào)道[16-17],而關(guān)于同時(shí)測定中藥制劑中松香酸、11-羰基-β-乙酰乳香酸及蘇丹紅的方法尚未見報(bào)道。

本研究首次建立了同時(shí)快速測定中藥制劑中松香酸、11-羰基-β-乙酰乳香酸及蘇丹紅Ⅰ ～ Ⅳ的UPLC-MS/MS法。由于蘇丹紅為偶氮化合物，在光照條件下，蘇丹紅Ⅲ和Ⅳ產(chǎn)生兩個(gè)順反異構(gòu)體，易造成測定結(jié)果不準(zhǔn)確[18]。實(shí)驗(yàn)采用酸化提取液的方法解決了蘇丹紅光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象帶來的計(jì)算誤差。并首次推斷松香酸及11-羰基-β-乙酰乳香酸的質(zhì)譜裂解方式，通過對化合物特征碎片離子的研究，為陽性樣品的定性分析提供了有利參考。該法前處理簡單，分析速度快，靈敏度高，重現(xiàn)性好，為評價(jià)中藥質(zhì)量，監(jiān)測中藥摻假問題提供了有效的質(zhì)量控制手段。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1200 UPLC/6410 B MS/MS 液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(安捷倫科技有限公司)；KQ3200DB型超聲清洗器(江蘇昆山超聲儀器有限公司)；乙腈、甲醇(色譜純，美國Fisher Scientific公司)；甲酸(HPLC級，美國Tedia公司)；實(shí)驗(yàn)用水為Milli-Q純水系統(tǒng)(Millipole公司)制備的超純水；對照品：松香酸、乳香酸、蘇丹紅Ⅰ～Ⅳ購自中國藥品生物制品檢定所。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

由表2可以看出，10種有機(jī)防曬劑均有刺激，特別是PBSA和BP3呈現(xiàn)強(qiáng)刺激性；MBC、OCR、HMS的IS值相對略低，刺激性稍微低一些；EHMC、EHDP、BEMT、BMDM的IS值較低，刺激性相對更低。有機(jī)防曬劑或多或少都會帶來眼部刺激，刺激感的強(qiáng)弱除了與防曬劑種類有關(guān)外，還同用量有關(guān)，特別是SPF值高的防曬產(chǎn)品。因此產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品配方時(shí)，除了考慮SPF、PA對防曬產(chǎn)品的貢獻(xiàn)外，還應(yīng)充分考慮各種防曬劑的特點(diǎn)，盡量選取刺激性相對小，相對溫和的防曬劑進(jìn)行搭配使用。

標(biāo)準(zhǔn)儲備液：準(zhǔn)確稱取上述標(biāo)準(zhǔn)品各5.0 mg，用甲醇溶解并定容至50 mL棕色容量瓶中，配成 1.0 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于-20 ℃冰箱中保存。

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線：實(shí)驗(yàn)過程中用5%的酸化甲醇稀釋上述標(biāo)準(zhǔn)儲備液，分別配成質(zhì)量濃度為3～100 μg/L(蘇丹紅Ⅰ,Ⅱ)，30～1 000 μg/L(松香酸、乳香酸、蘇丹紅Ⅲ，Ⅳ)的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：取不含目標(biāo)化合物的陰性中藥樣品，按“1.3”樣品前處理后作為標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋液，配制成不同質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3 樣品處理

準(zhǔn)確稱取0.2 g(或0.2 mL)樣品于10 mL容量瓶中，加入適量甲醇，超聲處理30 min，放冷，加入0.5 mL 5%甲酸溶液及適量甲醇至刻度，搖勻，過0.20 μm微孔濾膜，上機(jī)測定。

1.4 實(shí)驗(yàn)條件

1.4.1 色譜條件 色譜柱:Zorbax SB-C18色譜柱(2.1 mm×150 mm,3.5 μm)；流動相：A為0.1%甲酸水溶液，B為乙腈；梯度洗脫程序：0～3 min,15% A；3～4 min,15%～5% A；4～10 min，5% A；10～11 min，5%～15% A；11～12 min,15% A；流速為0.3 mL/min；柱溫 30 ℃；進(jìn)樣量10 μL。

1.4.2 質(zhì)譜條件 離子源為電噴霧(ESI)離子源，正離子電離模式；干燥氣(N2)溫度350 ℃，干燥氣流量 9.0 L/min；霧化氣(N2)壓力295.4 kPa；電噴霧電壓4 000 V；掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式，其他質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 6種化合物的質(zhì)譜條件參數(shù)

Table 1 UPLC-MS/MS parameters of 6 compounds

CompoundtR(min)Parention(m/z)Productions(m/z)Fragmentor(Ⅴ)Collisionenergy(Ⅴ)Abieticacid(松香酸)4730321232?，25719010，10Boswellicacid(乳香酸)6351311731?，407118060，50SudanⅠ(蘇丹紅Ⅰ)332491932?，15628020，25SudanⅡ(蘇丹紅Ⅱ)5427721560?，12118512，20SudanⅢ(蘇丹紅Ⅲ)7835321962?，15619022，20SudanⅣ(蘇丹紅Ⅳ)1063812912?，22428020，20

* quantitative ion

圖1 6種化合物的總離子流圖Fig.1 MRM chromatogram of six compounds1.Sudan Ⅰ,2.abietic acid,3.Sudan Ⅱ,4.boswellic acid,5.Sudan Ⅲ,6.Sudan Ⅳ

2 結(jié)果與討論

2.1 液相色譜條件的優(yōu)化

考察了有機(jī)相溶劑(甲醇和乙腈)與水及不同種類的揮發(fā)性緩沖液作為流動相時(shí)對待測物的分離效果和離子化程度的影響。通過比較發(fā)現(xiàn)，有機(jī)相為乙腈時(shí)分離效果明顯優(yōu)于甲醇，且能顯著縮短分析時(shí)間。實(shí)驗(yàn)對比了乙腈-0.1%甲酸水和乙腈-5 mmol/L乙酸銨對待測物靈敏度的影響。結(jié)果顯示，在ESI(+)模式下流動相中加入0.1%甲酸，可提高目標(biāo)化合物的離子化效率和靈敏度，因此采用乙腈-0.1%甲酸水作為流動相進(jìn)行梯度洗脫。按“1.4.1”色譜條件,6種化合物在12 min內(nèi)獲得較好的分離效果，結(jié)果見圖1。

2.2 質(zhì)譜條件的優(yōu)化及裂解規(guī)律的研究

分別配制濃度為500 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在正負(fù)模式下選擇適當(dāng)?shù)碾婋x方式。乳香酸和松香酸在正負(fù)模式下均可帶電，而蘇丹紅為偶氮類化合物,容易帶正電荷，因此選擇ESI(+)作為離子化模式。分別找出這6種化合物的[M+H]+準(zhǔn)分子離子峰，并對干燥氣體、霧化器壓力、干燥氣流量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，然后對母離子進(jìn)行碰撞誘導(dǎo)解離，選擇2個(gè)信噪比較高的特征子離子分別作為定量、定性離子對。在ESI(+)-MS/MS 條件下,松香酸主要發(fā)生羥基、羧基和開環(huán)斷裂，形成碎片離子m/z285，257，149 和123，其中m/z123的豐度最高；乳香酸主要脫掉甲酸、乙酸分子及開環(huán)斷裂，形成碎片離子m/z173，407。蘇丹紅主要是羥基、偶氮基和C—N鍵斷裂形成子離子，由于它們屬于偶氮化物，結(jié)構(gòu)相似，故在偶氮基斷裂時(shí)產(chǎn)生相同的碎片離子峰m/z156。6種化合物具體的斷裂方式如圖2所示。

Fig.2 MS spectra and fragmentation pathways of 6 compounds

圖3 偶氮化合物E-Z順反互變異構(gòu)(A)和質(zhì)子互變異構(gòu)(B)Fig.3 Azobenzene and its E-Z isomerization(A), azo-hydrazone prototropic tautomerism(B)

2.3 蘇丹紅的光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象及穩(wěn)定性考察

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蘇丹紅Ⅲ、Ⅳ在不同的保留時(shí)間(3.5 min,7.8 min)、(4.7 min,10.6 min)出現(xiàn)雙峰，而蘇丹紅Ⅰ、Ⅱ?yàn)閱畏濉＿@是由于蘇丹紅分子結(jié)構(gòu)中含有氮-氮雙鍵，在光照條件下會發(fā)生E-Z順反互變異構(gòu)現(xiàn)象(見圖3A)，使蘇丹紅Ⅲ、Ⅳ有兩個(gè)順反異構(gòu)體，色譜分離時(shí)有雙峰現(xiàn)象。而蘇丹紅Ⅰ、Ⅱ主要發(fā)生質(zhì)子化互變異構(gòu)(見圖3B)，所以只產(chǎn)生單個(gè)色譜峰[18-19]。由于順反異構(gòu)體的存在會對蘇丹紅含量測定帶來10%～30%的定量誤差[18]。為解決此問題，文獻(xiàn)[19-20]提出避光放置24，12 h后進(jìn)行測定，劉正才等[21]提出堿化定容液后進(jìn)行測定。

本研究發(fā)現(xiàn)，酸性、堿性溶液均可催化E-Z構(gòu)象互變轉(zhuǎn)化加快，使第一峰消失，但在酸性條件下的檢測靈敏度高于堿性條件，且在堿性溶液中松香酸和乳香酸的出峰完全變形。因此，最終選擇在酸性條件下解決蘇丹紅Ⅲ、Ⅳ的光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)考察了不同含量的甲酸(0.5%,1%,2%,5%和10%)對異構(gòu)化的影響，結(jié)果顯示，隨著酸度的增加，第一個(gè)色譜峰逐漸減小，第二個(gè)色譜峰不斷增加，當(dāng)甲酸含量超過5%時(shí)，第一個(gè)色譜峰基本消失。

進(jìn)一步考察了各化合物在5%酸化甲醇溶液中的穩(wěn)定性。取同一濃度的標(biāo)準(zhǔn)品混合溶液(50 μg/L)，平行3份，分別放置0，0.5，1，2，4，8，10，12 h后上機(jī)測定。結(jié)果表明，放置超過8 h后，蘇丹紅Ⅲ和Ⅳ的第二色譜峰面積減小，逐漸出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象，而在8 h內(nèi)6種化合物的穩(wěn)定性良好。

2.4 體系的基質(zhì)效應(yīng)

基質(zhì)效應(yīng)(ME%)=(基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線的斜率/標(biāo)準(zhǔn)溶液工作曲線的斜率-1)×100%。由公式可知，ME>0，產(chǎn)生基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)；ME<0，產(chǎn)生基質(zhì)抑制效應(yīng)；ME=0，則無基質(zhì)效應(yīng)。采用空白基質(zhì)溶液和溶劑分別配制相同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，對6種化合物進(jìn)行基質(zhì)效應(yīng)的評價(jià)。結(jié)果表明：6種化合物均存在不同程度的基質(zhì)抑制效應(yīng)(-1.5% ～-36%)。實(shí)驗(yàn)最終采用基質(zhì)加標(biāo)法定量以補(bǔ)償基質(zhì)效應(yīng)的影響。

表2 6種化合物的基質(zhì)效應(yīng)評價(jià)

Table 2 Evaluation of matrix effects of 6 compounds

CompoundSlopofcalibrationcurver2Slopofmatrix?matchedcalibrationcurver2Matrixeffect(%)Abieticacid201409973143109976-28Boswellicacid259709992165709994-36SudanⅠ296309952272709986-80SudanⅡ811809974799909985-15SudanⅢ613509983569409991-72SudanⅣ333809945315909913-54

2.5 線性范圍、檢出限與定量下限

采用空白基質(zhì)分別配制質(zhì)量濃度為30～1 000 μg/L(松香酸、乳香酸、蘇丹紅Ⅲ，Ⅳ)及質(zhì)量濃度為3.0～100 μg/L(蘇丹紅Ⅰ，Ⅱ)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，以各組分的峰面積(Y) 對其質(zhì)量濃度(X,μg/L)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示，各化合物在相應(yīng)的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(r2)均大于0.99(見表2)。樣品基質(zhì)中分別以3倍信噪比(S/N≥3)及10倍信噪比(S/N≥10)進(jìn)行計(jì)算，得到方法的檢出限(LOD)為0.7～8.6 μg·kg-1，定量下限(LOQ)為2.2～25.1 μg·kg-1(見表3)。

2.6 回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

取6份空白的中藥樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，分別對其添加低、中、高3個(gè)濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)水平做6個(gè)平行，結(jié)果見表3。6種化合物的平均回收率為76.5%～94.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均不大9.9%，方法顯示了較好的準(zhǔn)確度和精密度。

表3 空白基質(zhì)中6種化合物的加標(biāo)回收率、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差、檢出限及定量下限(n=6)

Table 3 Recoveries,RSDs，LODs and LOQs of 6 compounds in spiked blank sample(n=6)

CompoundSpiked(μg·L-1)Recovery(%)RSD(%)LOD(μg·kg-1)LOQ(μg·kg-1)Abieticacid50，200，800895，916，94731，56，4671212Boswellicacid50，200，800845，833，90479，61，3570207SudanⅠ50，20，80801，821，89742，58，990927SudanⅡ50，20，80909，916，94977，83，230722SudanⅢ50，200，800884，863，88233，32，4485245SudanⅣ50，200，800765，783，80792，91，7186251

2.7 實(shí)際樣品的測定

應(yīng)用本方法對市售的15批根痛平膠囊、骨筋丸膠囊、活血接骨膠囊進(jìn)行測定，均檢出乳香酸的特征成分11-羰基-β-乙酰乳香酸，其中2批檢測出松香酸,蘇丹紅染料未檢出。結(jié)果表明,存在用松香冒充乳香投料的問題，應(yīng)引起重視。

3 結(jié) 論

本文建立了檢測中藥制劑中松香酸、11-羰基-β-乙酰乳香酸、蘇丹紅Ⅰ～Ⅳ含量的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法。方法靈敏度高、操作簡便，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為中藥打假提供了有效手段，同時(shí)還能輔助高效液相色譜法來確證陽性樣品。

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Simultaneous Determination of Abietic Acid,Acetyl-11-keto-β-boswellic Acid and Sudan Ⅰ-Ⅳ in Traditional Chinese Medicine by Ultra Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

WANG Lu,LIU Cheng-yan*,WANG Zhi-jia,REN Xue-dong,WU Dong-dong，YOU Hai-dan,XIONG Shuang

(Liaoning Key Laboratory of Analysis and Testing Techniques,Liaoning Research Center of Engineering and Technology of Standardization Construction,Liaoning Academy of Analytical Science,Shenyang 110015,China)

An ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometric(UPLC-MS/MS) method was established for the simultaneous determination of abietic acid,acetyl-11-keto-β-boswellic acid and Sudan Ⅰ-Ⅳ in traditional Chinese medicine.The sample was extracted with methanol,and then separated on a Zorbax SB-C18(3.5 μm,2.1 mm×150 mm) chromatographic column using a mixture of acetonitrile and 0.1% formic as mobile phase by gradient elution at a flow rate of 0.3 mL/min.The electrospray was operated in the positive mode under the multiple reaction monitoring(MRM) mode,and the quantitation was carried out by the matrix standard curve.As a result,the calibration curves for Sudan Ⅰ/Ⅱ were linear in the range of 3.0-100 μg/L,and for the others were linear in the range of 30-1 000 μg/L.The correlation coefficients for all the compounds were greater than 0.99.The limits of detection(LOD) ranged from 0.7 μg·kg-1to 8.6 μg·kg-1,and the limits of quantitation(LOQ) ranged from 2.2 μg·kg-1to 25.1 μg·kg-1.The average recoveries of six compounds at three spiked levels were in the range of 76.5%-94.9% with relative standard deviations(RSD) of 2.3%-9.9%.It was demonstrated that the first peak would not appear if the sample was kept in methanol-5% formic acid solution which could be avoided 10% errors in quantitative analysis for Sudan Ⅲ and Sudan Ⅳ.Moreover,the mass spectrometric behaviour and the ion fragmentation patterns of six compounds could provide beneficial references for the qualitative identification and quantitative analysis.This method is simple,rapid and accurate,and is suitable for the rapid determination of abietic acid,acetyl-11-keto-β-boswellic acid and Sudan Ⅰ-Ⅳ in traditional Chinese medicine.

ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS)；abietic acid;acetyl-11-keto-β-boswellic acid；Sudan Ⅰ-Ⅳ;traditional Chinese medicine

2015-11-03；

2015-11-10

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21307051)；遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2013020152)

10.3969/j.issn.1004-4957.2016.05.005

O657.63;TQ460.72

A

1004-4957(2016)05-0526-06

*通訊作者：劉成雁，博士，研究員，研究方向：危險(xiǎn)化學(xué)品的快速分析方法和應(yīng)急處理，Tel：024-24823748，E-mail:chengyanliuln@163.com