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向科技要识别力——中药掺杂化学药物检测分析现状及对策

来源:《中国医药报》
摘要:受不正当商业竞争和利益的驱动,一些不法商贩以中药为幌子,在其中加入一些甚至大量的违禁化学药物。这种掺杂行为不仅严重触犯法律,而且对人民的身体健康极其不负责任。打击中药掺杂化学药物的行为是药监部门的职能之一。本组文章对中药掺杂化学药物的多种分析检测方法的特点进行了介绍,......

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  受不正当商业竞争和利益的驱动,一些不法商贩以中药为幌子,在其中加入一些甚至大量的违禁化学药物。这种掺杂行为不仅严重触犯法律,而且对人民的身体健康极其不负责任。打击中药掺杂化学药物的行为是药监部门的职能之一。要完成好这一职能除了加强稽查外,还必须依靠科技手段的进步。本组文章对中药掺杂化学药物的多种分析检测方法的特点进行了介绍,对发展各种掺杂分析技术的举措等提出了对策,希望能使广大读者有所收获。
                              ——编者按
  ▲现状1:中药掺杂化学药物手段走向隐蔽
  自1975年美国报道了掺杂氨基比林和苯基保泰松的中草药导致粒性白细胞缺乏症的事件以来,国际上对此类事件的报道就再也没有停歇过。至今所有的英文文献中,除仅有一篇提到了印度药中掺杂合成抗炎药物苯基保泰松、吲哚美辛等以外,其余的被掺杂对象全部为中药。
  1997年,我国台湾的科研机构对澳大利亚、英国等应用的中药进行分析,在2609份样品中,发现有24%的样品至少掺杂有1种化学合成药,包括对乙酰氨基酚、氯倍他索、安定、氟康唑、格列本脲、苯妥因、西地那非等20余种。英国某大学所作综述中,列举了美国、澳大利亚、荷兰、英国、比利时、马来西亚、越南、新西兰、中国香港等国家或地区均发生过中药掺杂化学药物的事件。
  此类事件近年来仍频有发生,如2003年结案的梅花K案件(黄柏胶囊中添加盐酸四环素),至今为止仍有1人处于植物人状态;美国食品药品管理局(FDA)去年报道的两种中药保健品蚁力神和Actra-Rx(蚁力神胶囊出口到美国后改名为Actra-Rx)中掺杂了西地那非,造成了极其恶劣的影响。
  纵观近几年该问题的演变,呈现以下几种趋势。一是发生掺杂事件的中药类型从治疗性中药向保健型中药转移,即转移到那些具有降压、降脂、降血糖、减肥、性保健等作用的保健型中药。因其市场比治疗性中药的市场更广阔,因此发生掺杂的中药范围和化学药物的范围也更大。
  二是制假的手段更隐蔽、更“高明”,表现为中药基质更复杂、掺入化学药物的量更低、种类更多,有的在一种中药中掺入多种低浓度的化学药物。为了躲避检出,制假者们对化学药物的选择也挖空心思,有的避开此类疾病治疗的热门药物,有的则选择国内尚未上市的新化合物,更有甚者,制备热门药物的衍生物实施掺杂,使检出难度更大。
  三是利用监察、监督的盲区或薄弱环节,掺杂中药向经济、科技欠发达地区蔓延,加大了打击难度。
  有关部门对中药掺杂化学药物的检测技术研究不可谓不重视。科技部早在“十五”食品安全重大科技专项行动中,设置的第6项课题就是“食品添加剂、饲料添加剂与违禁化学品检验方法的建立”,国拨经费500万元,用于食品中违禁物包括西地那非、盐酸芬氟拉明、罂粟碱、四甲基咪唑等分析方法的研究。但鉴于科研成果的不可预知性,且掺杂化学药物的种类花样翻新、层出不穷,分析检测技术的发展总体上未能赶超掺假制假的“发展”速度。
  ▲现状2:现有检测方法尚需完善
  中药中掺杂化学合成药物的预防与打击,很大程度上依赖于分析检测的手段。分析检测技术的能力是一个综合指标,除了指标准确性的要求,即很低比例的漏判率和误判率以外,还包括结构确证能力、快速、简便、高通量、经济等多个指标。由此可见,只有发展多种各具特色、各擅所长的分析检测技术,才可能在最适宜的场合发挥最大的效益。
  基于色谱的方法此类方法一直是中药中掺杂化学合成药物分析检测的主流方法。30余年来,它基本经历了薄层色谱法(TLC)→高效液相色谱法-紫外检测器(HPLC-UV)→高效液相色谱法-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)→高效液相色谱法-质谱检测器(HPLC-MS)的过程。这个过程,既反映了分析检测技术自身的发展,也表明对该类对象的分析复杂性日益增高,只有更先进的技术才可能完成正确分析的事实。
  上述方法各有优缺点。高效液相色谱法(HPLC)一直是此类分析对象的所有色谱分析方法中的主流。但由于中药品种繁多、成分繁多,这种传统的以相对保留时间进行定性判别的方法的准确性存在一定问题,而且因为可能掺入的化学药物也有很多选择,一一比对的方法会很繁琐。HPLC-DAD提供的色谱一光谱联用信息部分解决了HPLC的这个问题。它的判别准确性相对于TLC、HPLC-UV有所提高,但由于HPLC的分离效能毕竟有限,很难完全分离成分极其复杂的中药一掺杂化合物体系,两种或多种物质的共洗脱对这一方法是一种巨大的考验,容易出现“假阴性”的结果。
  HPLC-MS甚至高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)的引入,基本上解决了前述的检测不确定性的问题。尽管HPLC的色谱分离能力本身没有提高,但质谱信息提供的化合物结构信息更丰富,更具结构确证的功能,而且二级质谱已能部分解决色谱共洗脱的问题,因此HPLC-MS(HPLC-MS/MS)基本成为了各国、各地对中药中掺杂化学药物终极确证的方法。
  除了基于HPLC的各类方法,基于气相色谱法(GC)和高效毛细管电泳法(HPCE)的方法也是近年研究的热点。尽管GC对化合物有挥发性、热稳定性等限制性要求,HPCE的结果稳定性稍差于HPLC,但由于GC和HPCE的分离能力均远高于HPLC,具有样品用量少、检测灵敏度高等优点,这两种方法,尤其是GC-MS、HPCE-MS正成为HPLC-MS的有效拓展和补充,有些甚至成为了如西地那非、睾丸激素、格列本脲、去甲斑蝥素等掺杂药物的标准筛选方法。
  纵观色谱方法在这个领域的发展,它们几乎都是向高端前进的,即能完成结构确证,检测灵敏度高,自然地,仪器购买成本与使用成本、对技术人员的素质要求也高。也正因为如此,它们正与基层打假一线渐行渐远。事实上,除了进行定性判别时要求分析检测技术具有结构确证的能力外,绝大部分情况下,结构信息对基层打假而言是一种冗余信息。再者,制假者一旦往中药中掺入化学药物,就会达到一定的掺入量如1‰,否则既要冒被打击的风险,又达不到快速显效的目的。因此检测技术过高的灵敏度也没有必要。
  基于光谱的方法光谱法天然具有快速、简便、高通量、经济等多个指标上的优势,因此在打假研究领域一直占有一席之地,尤其是近红外光谱法、红外光谱法等。但同为打假,因为对象特点不同,对光谱分析方法的要求也是有很大区别的。
  近红外光谱法打假的前提是必须要制备大量的模拟样品,即阴性对照和掺杂物必须是已知的、可得的,才可能建立其中的某种掺杂物的预测模型。当然一旦建立模型,分析的快速、简便、高通量、经济等指标都可以得到保证。只是中药掺杂化学药品这个分析对象的阴性对照是未知的、不可得的,所以尽管掺杂物可能是已知的1种或几种并且可得,但仍无法建立模型,因此近红外光谱法基本上无法应用于此类对象的分析。
  一般而言,采用红外光谱法打假也需要类似的、较难满足的前提。虽然如此,因为红外光谱法提供的物质结构信息丰富而且快速、简便,仍有一些研究者无法割舍这种优势。国家生物医学分析中心的宋占军等应用傅立叶变换红外光谱分析技术(FTIR)快速鉴定中药中的西地那非,测定了原药和西地那非标准品的红外光谱,并进行了红外光谱定性对比分析,对原药中提取物进行了红外光谱分析,对人工模拟配方进行了对比分析。尽管其运用FTIR之前进行了化合物有机溶剂提取,但仍不失为一种采用红外光谱法判别掺杂化学药物的有益尝试。
  中国科学院上海技术物理研究所的陆卫等进行的研究工作是真正意义上的直接利用红外光谱法进行掺杂判别的首次实质性的探索。它不需经过提取分离,单纯依靠掺杂化学药物的纯光谱与待检的可能发生掺杂的中药光谱,直接得到其中的掺杂量。
  该方法利用了化学药物自身的红外光谱特征作为限制条件,结合导数光谱求和最小的限制条件,在一定程度上取得了较满意的结果。但该方法的假设,即“中药基质的红外光谱都是平缓的”存在一定的问题。实际上当以中药提取物入药或含有另一种化学药物时,中药基质的红外光谱并不是平缓的。该方法未能对红外光谱谱段进行合理选择,因此得到的是所有缓变、快变谱段的折中值,偏离真值较大。如果能解决这些导致误差的问题,得到合理的、更窄的可信解域,那么这类具有光谱法所有的天然优势、基于化学计量学的掺杂判别方法,将是大有可为的。
  其他方法由于基于色谱、光谱的方法尚未完全解决这类对象的分析检测问题,因此有一些研究者在不断尝试其他新的方法。
  军事医学科学院卫生学环境医学研究所的张庆峰等以卵清白蛋白为载体蛋白合成了雌二醇的结合物,用Cy3新型荧光染料标记结合物,作为雌二醇的竞争物,建立了以竞争法为基础的检测食品、药品中雌二醇的免疫芯片immunochip新方法。实验结果表明,荧光信号随待测物浓度的降低而增强,检测范围为1~0.001微克/毫升。
  免疫芯片作为一种高通量同步多元的检测系统,其检测操作所需样品量极少,反应速度快、灵敏度高、专属性和稳定性好,一次可以检测多个样品,有效地降低了成本,因而越来越受到人们的重视,期待能开发更多的、专属检测各种掺杂化合物的芯片。
  ▲对策:开发适宜的分析检测技术
  中药掺杂化学药物的问题已经存在几十年,有相当多的原因导致这种违法、恶劣现象还将持续一定时间。分析检测技术的发展和完善是解决这类问题的关键,也是目前制约打假力度的瓶颈。
  由于色谱-质谱联用技术的发展,从理论上来说,中药中是否掺杂已知种类的化学药物的终极判断和确证已经不存在障碍,甚至对于掺杂物种类未知的情况,由于二级甚至多级质谱的强大解析能力,该类问题的解决也指日可待。但由于这类方法在普及性、实验通量等方面的限制,在很长一个历史时期内,它们将无法亲临打假基层和第一现场,只能成为最后的技术支撑与保障,而不是首选。目前,应该大力发展以下一些基层首选的分析检测技术。
  快速色谱或电泳技术这类技术应该有很强的耐受“脏”样品的能力,即对色谱前处理的要求低甚至不需样品前处理;应该有短的分离柱和高的柱效,能够快速达到分离复杂样品的目的;多通道,能够同时分离多个样品;应该配置已知所有可能的掺杂化学药物的紫外、红外等光谱库,并配备先进的、智能化的、稳健的匹配软件实现自动判别。
  红外光谱法红外光谱法(尤其是衰减全反射采样方式)天然具有简便、快速、便于推广等优势。由于化学药物的红外光谱信息非常丰富、特征,基于此进行的自模式曲线分辨方法的研究一直没有停息,只是尚无法真正建立基于矢量(一维数据)校正的算法。第二军医大学药学院在上海市科学技术委员会的支持下,从2005年10月开始进行的“食品药品中掺杂违禁化合物的红外光谱法检测新技术和新标准的研究”,不需样品前处理,单纯依靠疑似掺杂的化学药物、待检中药各1张红外光谱,充分挖掘和利用化学药物与待检中药的红外光谱特征信息,实现掺杂化学药物的定性、定量分析。目前该课题已经取得了一定进展,两项发明专利正在申请之中。
  芯片、生物传感器等这类方法具有灵敏、快速、专属等优势,尽管1种芯片或传感器一般仅能对应检测1种化学药物。但如专门开发一些热门掺杂药物的检测芯片或传感器,专门用于分析受灾严重的某些保健类中药,还是很有前景的。
  一法多检由于掺杂的趋势之一是混合掺入多种低浓度的化学药物,或药物的同系物、衍生物,这要求分析检测技术能在基本不增加分析工作量的前提下,同时检测到尽可能多种的掺杂化学药物。这时的检出难度更大,对分析工作者是巨大的考验,需要发展一些新的分析策略,才可能应对不断出现的新情况。
  值得一提的是,执法监察人员的科技素质也应适应分析技术日新月异的变化,不能一味地指望科研人员研发出傻瓜化、一键式的检测技术。面对日益狡猾的制假售假者,只有自己首先也变聪明了,才能在“道高一尺、魔高一丈”的拉锯战中最终胜出。
   (陆峰 乐健 陈桂)
作者: 2007-9-26
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