董 琨,宮曉平,李曉東,郭彥麗
[1.張家口市食品藥品檢驗中心,河北 張家口 075000;2.島津企業(yè)管理(中國有限公司)創(chuàng)新中心,北京 100020]
糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病,在全球發(fā)病率有逐年增高的趨勢,現(xiàn)已被列為繼心血管及腫瘤疾病之后的第三大疾病[1]。高血糖是由胰島素分泌缺陷或其生物作用受損,或者兩者兼有引起的。長期存在高血糖會導(dǎo)致各種組織特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害及功能障礙。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,而“綠色食品”理念的提倡和發(fā)展,讓人們開始越來越重視身體健康和飲食安全,一些調(diào)節(jié)血糖平衡的中成藥和保健品變得日益暢銷。一些不法商販為了提高服用效果和銷售口碑,在中成藥和保健品中非法添加了具有降糖或輔助降糖效果的化學(xué)藥,其成分往往是格列本脲、格列美脲、格列齊特等需要在醫(yī)生的嚴(yán)格指導(dǎo)下才能服用的處方藥[2-4]。這種做法不光對消費者的身體造成損害,也嚴(yán)重危害了用藥的安全性[5]。消費者如果服用這類的中成藥和保健品,不僅會浪費大量資金,還會造成病情延誤,引發(fā)糖尿病的并發(fā)癥,甚至有可能會因為過量服用有非法添加物的降糖藥而導(dǎo)致患者血糖過低,從而引發(fā)昏迷,甚至危及患者的生命安全[6-7]。近年來,檢測降糖藥物中非法添加物的方法主要為液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[8-9],但該方法在實際工作中存在諸多問題,如流動相配制過程復(fù)雜,樣品處理過程需要使用大量的有機溶劑,試驗周期偏長,實驗人員接觸了大量有機溶劑的同時也造成了環(huán)境污染。
針對以上問題,本研究采用在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法。超臨界流體是指溫度和壓力(壓強)均處于臨界點以上時的物質(zhì)狀態(tài),它具有與液體相比,黏度小、擴散系數(shù)大,與氣體相比,溶解度較大的特點。超臨界流體萃?。⊿upercritical Fluid Extraction,SFE)是使用超臨界二氧化碳(溫度和壓力均處于臨界點以上時的二氧化碳)作為萃取溶劑的一種新型萃取分離技術(shù)。因為二氧化碳是非極性分子,所以與正己烷等有機溶劑相同,可溶解疏水性化合物,并且可以通過調(diào)整壓力,使密度發(fā)生變化,從而改變?nèi)軇┑娜芙舛龋谳腿r使用甲醇等有機溶劑作為改性劑,將可以改變極性,因此二氧化碳廣泛適用于各種化合物的萃取。超臨界流體色譜法(Supercritical Fluid Chromatography,SFC)是使用超臨界二氧化碳作為流動相的一種色譜分離方法。SFC流動相的黏度小,與高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)相比,即使在流速較大時加長色譜柱,壓力上升幅度仍然較小,可以實現(xiàn)超快速和高分離分析;在添加甲醇等具有極性的有機溶劑后,可改變流動相的極性;因為正向分析及反向分析僅取決于色譜柱的修飾基團,所以不必更換流動相,可使用一個系統(tǒng)對應(yīng)兩種分析,簡單快捷。
本研究依據(jù)超臨界流體萃取與超臨界流體色譜的特點,開發(fā)出中成藥及保健品中非法添加5種降糖類化學(xué)藥的在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法的快速篩查方法。與傳統(tǒng)檢驗方法相比,本方法可在一次作業(yè)中同時進(jìn)行萃取和分離,減少預(yù)處理的作業(yè)量,樣品僅需簡單粉碎就可以直接上機,利用超臨界色譜分離和質(zhì)譜檢測,即可達(dá)到快速篩查的目的。
本研究使用島津Nexera UC型在線超臨界流體萃取/超臨界流體色譜系統(tǒng)串聯(lián)島津8060型串聯(lián)質(zhì)譜儀(日本島津公司);Shim-pack UC-X RP C18色譜柱(150 mm×4.6 mm,3 μm;P/N:227-30501-01;S/N:16L04359);CPA225D型十萬分之一精密電子天平(德國賽多利斯集團)。
本研究使用格列吡嗪(批號:100281-201905;含量:99.9%),格列本脲(批號:100135-201806;含量:99.5%),格列美脲(批號:100674-201904;含量:99.7%),格列喹酮(批號:100280-201403;含量:99.5%),鹽酸羅格列酮(批號:100673-201902;含量:93.3%)(均購自中國食品藥品檢定研究院);甲醇(色譜純,美國Fisher Scientific試劑公司);超臨界流體萃取專用濾紙片(Miyazaki Hydro-Protect,批號51105577)(SHIMADZU日本島津公司)。
分別精密稱取“1.2”項下格列吡嗪、格列本脲、格列美脲、格列喹酮、鹽酸羅格列酮對照品10 mg至100 mL容量瓶中,分別加甲醇溶解并稀釋至刻度制成每1 mL含約 0.1 mg 的對照品儲備液。
萃取劑:A為超臨界二氧化碳,B為含0.1%甲酸的甲醇;萃取劑比例:(92∶8,V/V);萃取流速:3 mL·min-1,萃取時背壓A為14.8 MPa,背壓B為15 MPa;萃取溫度:40 ℃,采取先靜態(tài)萃取4 min,再動態(tài)萃取3 min的方式進(jìn)行萃取。
色譜柱:Shim-pack UC-X RP C18色譜柱(150 mm×4.6 mm,3 μm;P/N:227-30501-01;S/N:16L04359)。流動相:A為超臨界二氧化碳,B為含0.1%甲酸的甲醇, 采 用8%B(7~7.5 min)-30%B(11~14 min)-8%B(14.1~17 min)梯度洗脫程序;流速:2 mL·min-1;柱溫:40 ℃,洗脫時背壓A為15 MPa,背壓B為40 MPa。
質(zhì)譜補償液:含0.1%甲酸的甲醇;補償液流速:0.1 mL·min-1。
正離子檢測模式;離子源:ESI源;離子源溫度:350 ℃;脫溶劑管溫度:200 ℃;加熱模塊溫度:400 ℃;霧化氣流量:3 L·min-1;加熱氣流量:10 L·min-1;干燥氣流量:10 L·min-1;其他質(zhì)譜參數(shù)見表1。
表1 質(zhì)譜參數(shù)
(1)對照品混合儲備液的制備。分別精密量取“2.1.1”項下格列吡嗪、格列本脲、格列美脲、格列喹酮、鹽酸羅格列酮對照品儲備液各0.1 mL至同一100 mL容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻,即得濃度均為0.1 μg·mL-1的對照品混合儲備液。
(2)供試品超臨界提取流程。選取不含上述5種降糖類化學(xué)藥的中成藥,精密稱取0.3 g,放入5 mL規(guī)格超臨界萃取裝置的萃取罐中,以超臨界狀態(tài)的二氧化碳為提取溶劑,加入體積分?jǐn)?shù)為8%甲醇(含0.1%甲酸)為夾帶劑,按照“2.1”項下的超臨界萃取條件進(jìn)行提取,即得。
精密吸取“2.4.1”對照品混合儲備液0 μL、15 μL、50 μL、100 μL、200 μL、500 μL、800 μL、1 000 μL,用甲醇稀釋至1.0 mL,搖勻,配制成系列標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液(0 ng·mL-1、1.5 ng·mL-1、5 ng·mL-1、10 ng·mL-1、20 ng·mL-1、50 ng·mL-1、80 ng·mL-1、100 ng·mL-1) 。以空白濾紙片為基質(zhì),分別精密吸取上述系列標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液100 μL于基質(zhì)表面,按照本試驗選取的在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測條件進(jìn)行測定。以標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量(ng)為橫坐標(biāo),以峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,得各組分的回歸方程及相關(guān)系數(shù)(見表2)。測定結(jié)果可見,該方法在試驗范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
表2 各組分線性關(guān)系測定結(jié)果
本研究以超臨界專用空白濾紙片為基質(zhì),放入5 mL規(guī)格超臨界萃取裝置的萃取罐中,分別精密吸取“2.5”項下的20 ng·mL-1對照品混合溶液100 μL于基質(zhì)表面,平行測定6次,按照本試驗選取的在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測條件進(jìn)行含量測定,計算。結(jié)果格列吡嗪、格列本脲、格列美脲、格列喹酮、鹽酸羅格列酮的質(zhì)量分別為1.989 ng、1.950 ng、1.956 ng、1.953 ng、1.969 ng,RSD分別為0.13%、0.13%、0.13%、0.14%、0.14%。
本研究分別以不含上述5種降糖類化學(xué)藥的中成藥為空白基質(zhì),每份稱取0.3 g,放入5 mL規(guī)格超臨界萃取罐中,共18份,分別精密吸取“2.5”項下的濃度為1.5 ng/mL 、5 ng/mL 、20 ng/mL的對照品溶液100 μL于空白基質(zhì)表面,混勻,按照本試驗選取的在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測條件測定含量,計算平均加樣回收率。結(jié)果中成藥中格列吡嗪、格列本脲、格列美脲、格列喹酮、鹽酸羅格列酮的平均加樣回收率范圍分別為94.8%~97.5%、94.2%~96.3%、95.0%~96.3%、94.6%~96.4%、94.5%~98.0%,RSD范圍分別為 6.4%~7.3%、6.4%~7.1%、6.2%~7.0%、6.7%~7.6%、6.2%~8.4%?;厥章蕼y定結(jié)果見表3,SFE-SFC-MS/MS Online測定圖如圖1所示。
圖1 5種降糖類化學(xué)藥的回收率SFE-SFC-MS/MS質(zhì)譜圖
表3 回收率測定結(jié)果 n=6
按“2.7”項下方法,用甲醇不斷稀釋對照品混合溶液,取稀釋后的對照品溶液100 μL于不含上述5種降糖類化學(xué)藥的中成藥空白基質(zhì)表面,混勻,按照本試驗選取的在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測條件測定,記錄峰面積,在信噪比S/N約為10時測得最低檢測濃度為0.5 ng·g-1。
本研究應(yīng)用該方法對22份正規(guī)藥店銷售的降糖類中成藥和保健品樣品(包括16份中成藥和6份保健品),進(jìn)行了格列吡嗪、格列本脲、格列美脲、格列喹酮、鹽酸羅格列酮5種降糖類化學(xué)藥的在線分析,均未檢出上述降糖物質(zhì)。結(jié)果證明,經(jīng)過市場監(jiān)管局加大對市場抽檢及風(fēng)險評估等監(jiān)管活動的力度,正規(guī)藥店市售的降糖類中成藥和保健品安全性顯著提高,廣大糖尿病患者的飲食用藥安全得到較好的保障。
本研究采用超臨界二氧化碳-含0.1%甲酸的甲醇為流動相,優(yōu)化比較改性劑為甲醇和乙腈,兩者的分離效果無明顯差異,因而采用甲醇為改性劑。本研究進(jìn)一步比較甲醇和含0.1%甲酸的甲醇,加入0.1%甲酸后的甲醇能夠顯著增強化合物的相應(yīng),故選擇含0.1%甲酸的甲醇作為最終改性劑。
在超臨界二氧化碳-含0.1%甲酸的甲醇的梯度洗脫條件中,5種非法添加化學(xué)藥采用正離子模式可以獲得較好的靈敏度和穩(wěn)定性,可在相應(yīng)模式下對質(zhì)譜條件進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化加熱氣流量、干燥氣流量、加熱模塊溫度、離子源溫度、脫溶劑管溫度等參數(shù),選擇靈敏度高、重現(xiàn)性好的離子作為定量離子,其余的選作定性離子。
在降壓類中成藥及保健品等制劑中非法添加化學(xué)藥物的行為,已經(jīng)成為不法分子通過制售假藥謀取暴利的重要手段,這一現(xiàn)象也已得到相關(guān)部門的高度重視,然而功能性的中成藥和保健品種類繁多,化學(xué)成分復(fù)雜,加上不法商販的制假行為層出不窮,有些違法生產(chǎn)廠家為躲避監(jiān)管,常降低單一藥物投入量,采取同一種類多種藥物或多種類藥物混合添加的形式達(dá)到宣稱的目的[10]。針對這一問題,現(xiàn)在雖然已有一些檢測手段,但是普遍存在前處理復(fù)雜、檢驗周期長的問題,不適于批量快篩,補充開發(fā)新的快速檢測方法和手段已刻不容緩。本研究開發(fā)的在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法,與現(xiàn)行檢驗方法相比,樣品只需經(jīng)過簡單處理即可上機檢測,簡化了提取過程,實驗過程快速、環(huán)保、靈敏度較高,可快速篩查降糖類中藥及保健品中非法添加5種化學(xué)藥。