色谱  2016, Vol. 34 Issue (3): 270-278   PDF (1088 KB)    
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罗辉泰
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马立果
蒋娅兰
高效液相色谱-串联质谱法同时测定保健品及中成药中非法添加的17种壮阳类化学药
黄芳1 , 吴惠勤1, 黄晓兰1, 罗辉泰1, 朱志鑫1, 林晓珊1, 马立果1, 蒋娅兰2,3    
1. 中国广州分析测试中心, 广东省分析测试技术公共实验室, 广东 广州 510070;
2. 广东药学院中药学院, 广东 广州 510006;
3. 广东药学院公共卫生学院, 广东 广州 510024
摘要:建立了高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)同时测定补肾壮阳类保健品及中成药中非法添加的17种壮阳化学药的定性、定量分析方法。实验优化了前处理方法,并针对几对同分异构体成分优化了分离条件和质谱参数。样品经甲醇超声萃取,提取液经Aglient Extend C18色谱柱(100 mm×2.1 mm, 3.5 μm)分离,流动相为乙腈和水(含有10 mmol/L乙酸铵),梯度洗脱,流速为0.25 mL/min,以电喷雾离子源正离子多反应监测(MRM)模式进行MS/MS检测。该方法能很好地分离并定量17种壮阳类化学药以及其中的3组同分异构体。该方法简便、快速、准确可靠,已经应用于补肾壮阳类保健品及中成药中非法添加壮阳类化学药的筛查及检测。统计近3年检测的样品,发现补肾壮阳类产品中非法添加成分检出率高,需引起相关监管部门的重视。
关键词高效液相色谱-串联质谱     壮阳类化学药     保健品     中成药     非法添加    
Simultaneous determination of 17 aphrodisiac chemical drugs illegally added in health products and Chinese patent medicines by high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry
HUANG Fang1 , WU Huiqin1, HUANG Xiaolan1, LUO Huitai1, ZHU Zhixin1, LIN Xiaoshan1, MA Liguo1, JIANG Yalan2,3    
1. Guangdong Provincial Public Laboratory of Analysis and Testing Technology, China National Analytical Center (Guangzhou), Guangzhou 510070, China;
2. College of Traditional Chinese Medicine, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China;
3. School of Public Health, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510024, China
Foundation item: Promoting Technology Services Development Plans (No. 2012B040302007).
Abstract: A method was proposed for the simultaneous determination of seventeen aphrodisiac chemical drugs which were illegally mixed into the health products and Chinese patent medicines by high performance liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS/MS). The extraction, chromatographic conditions and mass spectrometry parameters were optimized in order to separate three groups of isomers. The drugs were extracted with methanol under ultrasonic condition, separated on an Agilent Extend C18 chromatographic column (100 mm×2.1 mm, 3.5 μm) with acetonitrile and water (additional 10 mmol/L ammonium acetate) as mobile phases under gradient elution at a flow rate of 0.25 mL/min. The determination was conducted by tandem mass spectrometry in positive ESI mode under multiple reaction monitoring (MRM) mode. The method made seventeen aphrodisiac chemical drugs as well as the three groups of isomers to get the ideal separation and accurate quantitative. The method was proved to be rapid, selective, sensitive and stable, and it has been applied to the screening and detection of aphrodisiac chemical drugs illegally added in health products and Chinese patent medicines. All the tested samples show that the aphrodisiac chemical drugs have a high detection rate in the recent three years. The relevant regulatory authorities should pay more attention to it.
Key words: high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS)     aphrodisiac chemical drugs     health products     Chinese patent medicines     illegally added    

保健食品是对人们正常膳食的有益补充,随着人们生活水平的提高以及亚健康人群的增加,人们对保健品的需求日益增多,近年来该行业发展过快、过热,呈现出较为混乱的局面,一些不法商家为了吸引消费者以谋取暴利,随意添加短期内见效快、副作用大的化学药物,而且非法添加的药物剂量随意[1],为消费者的健康埋下了隐患[2, 3, 4]。有关监管部门也投入了大量人力、物力打击非法添加行为,但还是屡禁不止[5]。其中补肾壮阳类中成药和保健品一直以来都是非法添加的重灾区[6],一些不法分子在保健品中添加壮阳类化学品的衍生物或类似物,使得执法部门采用现行标准无法检出。由于缺少标准依据,导致监管部门监管困难从而难以执法。

目前的执行标准有进出口标准[7],此标准规定了禁用的3种西药:西地那非、伐地那非、他达那非(西力士)。另外还有药品补充检验标准[8],其规定了非法添加的11项壮阳化学药。我们从实际检验中发现,大部分保健品生产者都避开了两个标准中规定的11个成分,而用其他类似物代替。由于检测方法的局限性而导致了监管困难,因此迫切需要建立更加有效的检测方法作为技术支撑。有不少文献报道过壮阳药物的检测方法,如高效液相色谱-紫外检测法[9, 10, 11, 12],但此类方法只能通过保留时间定性,不能确证化合物结构信息,因而很少使用;高效液相色谱-质谱法[13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]因具有高灵敏度和高选择性而成为非法添加化学成分定性确证的有效工具[20],但报道的这些方法有些只是针对常见的几种壮阳成分做分析检测,覆盖面不够广;有些采用高分辨质谱(如飞行时间质谱),此类仪器价格昂贵,制约其推广。本研究针对实际检测中常检出的成分及新发现的成分,建立了17种壮阳类化学药的高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)快速筛查方法,其中的羟基硫代豪莫西地那非和硫代豪莫西地那非极少见文献报道,去甲西地那非尚未见报道。本文所建立的方法相对已有文献方法有两个优势:第一,能同时筛查17种药物,种类更齐全,方法更实用;第二,本方法重点研究了3组同分异构体的分离与鉴别,定性、定量更准确。该方法已成功应用于日常检验工作中,17种化学药(其分子结构见图 1)具有典型代表性,通过检测发现,补肾壮阳类产品中非法添加壮阳成分检出率高,需引起相关监管部门的重视。

图 1 17种壮阳药物的结构式 Fig. 1 Chemical structures of the 17 aphrodisiac drugs
1 实验部分
1.1 仪器与试剂

Agilent 1200LC/6410B MS液相色谱/串联四极杆质谱联用仪(美国Agilent公司);HS-3120超声波清洗器,赛多利斯TP-114电子天平(美国Sartorious公司)。甲醇、乙腈为色谱纯试剂(德国Merck公司),水为二次蒸馏水,其他所用到的试剂均为分析纯(广州化学试剂厂)。

对照品均购于安谱公司,纯度均大于99%:那红地那非(noracetildenafil,批号N660500),红地那非(acetildenafil,批号1218-018A11),去二甲伐地那非(N-desethyl vardenafil,批号1086-005A2),去甲西地那非(N-desmethyl sildenafil,批号1180-019A3),羟基伐地那非(hydroxy vardenafil,批号1214-002A2),氨基他达那非(amino tadalafil,批号1242-006A3),二甲基西地那非(爱地那非)(dimethylsildenafil,批号1218-019A3),羟基豪莫西地那非(hydroxyhomosildenafil,批号1441-048A6),西力士(他达那非)(cialis,批号1232-033A8),伐地那非(vardenafil,批号1132-035A1),西地那非(sildenafil,批号1322-038A12),豪莫西地那非(homosildenafil,批号1224-031A9),那莫西地那非(norneosildenafil,批号1320-054A2),羟基硫代豪莫西地那非(hydroxythiohomosildenafil,批号1222-031A3),硫代爱地那非(thiodimethylsildenafil,批号1215-003A2),伪伐地那非(pseudovardenafil,批号1217-011A2),硫代豪莫西地那非(thiohomosildenafil,批号1222-033A10)。

1.2 标准溶液配制

分别准确称取各标准品5.00 mg,用甲醇超声溶解并定容至25 mL(其中氨基他达那非和西地那非在纯甲醇中不完全溶解,需要加入少量二甲基甲酰胺(DMF)助溶),得到200 mg/L的标准储备液。临用时用甲醇或空白基质提取液将上述标准储备液稀释为10 mg/L的混合标准溶液。

1.3 样品前处理

固体样品:片剂磨成细粉,胶囊取内容物,准确称取1.0 g置于25 mL容量瓶中,加入甲醇约20 mL,在超声波提取器中超声处理20 min,用甲醇定容至刻度,过0.20 μm微孔滤膜后待测。

液体样品:取1 g溶液置于25 mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度,超声5 min,过0.20 μm微孔滤膜后待测。

1.4 HPLC-MS/MS条件
1.4.1 HPLC条件

色谱柱:Aglient Extend C18柱(100 mm×2.1 mm,3.5 μm);流动相:A为乙腈,B为10 mmol/L乙酸铵水溶液。梯度洗脱程序:0~8.0 min,30%A~80%A;8.0~12.0 min,80%A;12.1~16.0 min,80%A~30%A。流速:0.25 mL/min;柱温:30 ℃;进样量:2 μL。

1.4.2 MS/MS条件

离子源为电喷雾(ESI)离子源,正离子电离模式,干燥气(N2)温度350 ℃,雾化气(N2)压力275.8 kPa,干燥气(N2)流量10 L/min,电喷雾电压4 000 V,扫描方式为多反应监测(MRM)模式,优化后的质谱参数见表 1。

表 1 17种壮阳类化学药的保留时间及质谱参数 Table 1 Retention times and MS parameters of the 17 aphrodisiac chemical drugs
2 结果与讨论
2.1 色谱条件的优化

17种壮阳类化学药中,母离子相同二级碎片离子部分相同的同分异构体共有3组,每组同分异构体需要分离才能够通过保留时间定性。3组同分异构体分别是:分子离子为m/z 489的爱地那非、伐地那非和豪莫西地那非;分子离子为m/z 505的羟基伐地那非、羟基豪莫西地那非、硫代爱地那非和硫代豪莫西地那非;分子离子为m/z 462的去二甲伐地那非、去甲西地那非、那么西地那非和伪伐地那非。试验分别对比了不同型号的4种色谱柱(A柱为Thermo C8色谱柱(100 mm×2.1 mm,2.4 μm); B柱为Thermo C18色谱柱(150 mm×2.1 mm,2.4 μm); C柱为Aglient Extend C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,3.5 μm); D柱为Agilent poroshell 120 SB-C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,2.7 μm)),结果表明:使用A柱和D柱分离时个别峰如红地那非出峰稍有拖尾,母离子为m/z 489的伐地那非和豪莫西地那非不能分离;使用B柱分离时由于柱相对较长、粒径小,流动相中加入乙酸铵,柱压容易升高,导致超压使操作不便;使用C柱对3组同分异构体的分离效果比较理想,峰形对称,所以选择C柱作为色谱柱进行分离。

试验对比了分别在甲醇-水、乙腈-水流动相中添加一定浓度的乙酸、乙酸铵时,17种壮阳类化学药的分离度和离子化程度。结果发现,加入适量的酸会促进胺的电离,提高离子化效率,获得更高的灵敏度。但在流动相中加入乙酸后,母离子为m/z 505的一组异构体硫代爱地那非和硫代豪莫西地那非不能被有效分离;在乙腈-水体系的流动相中加入乙酸铵后,各异构体的分离效果最好,拖尾色谱峰也减少,因此选择了乙腈-乙酸铵水溶液为流动相。

综合以上因素,最终选取了1.4.1节中的色谱条件。此条件下所得加标量为2.5 mg/kg的样品(进样质量浓度为0.1 mg/L)的MRM谱图如图 2所示,总离子流图如图 3所示。

图 2 17种壮阳药物(加标量为2.5 mg/kg)的MRM谱图 Fig. 2 MRM chromatograms of the 17 aphrodisiac chemical drugs (spiked at 2.5 mg/kg)

图 3 17种壮阳类化学药(加标量为2.5 mg/kg)的总离子流图 Fig. 3 Total ion chromatogram of the 17 aphrodisiac chemical drugs (spiked at 2.5 mg/kg) For peak numbers 1-17,see Fig. 1.
2.2 质谱条件的选择

17种壮阳类化学药的分子结构中均具有仲胺或叔胺基团,适合采用正离子电离模式。分别配制10 mg/L的标准溶液进行质谱条件的优化。结果表明,在ESI+下均可获得较高丰度的[M+H]+准分子离子峰。根据欧盟2002/657/EC指令规定,对于质谱确证方法必须达到4个确证点的要求,低分辨液相色谱-质谱联用仪检测应在确定母离子的基础上选择两个以上的子离子;在确定母离子后,采用子离子扫描方式进行二级质谱分析,得到丰度相对较高的二级碎片离子。为了便于鉴别,对同分异构体尽量选择相同的子离子,再根据保留时间和子离子的丰度比进行定性,母离子为m/z 505的选择m/z 99和m/z 299的子离子,母离子为m/z 489的选择m/z 99和m/z 283子离子;而伐地那非的二级离子m/z 99响应太低,选择m/z 151的子离子以便准确定性。最终根据保留时间和离子丰度比来定性鉴别各成分。

2.3 样品前处理条件的优化和基质效应

17种壮阳类化学药均不溶于水,溶于极性有机溶剂。试验对比了分别以甲醇、乙醇以及乙腈作为溶剂的提取效果,结果甲醇的提取率最高,达到90%以上,故选择甲醇作为提取溶剂。

对于基质复杂的胶囊样品,直接用甲醇提取测定时,由于部分成分存在基质抑制效应而导致回收率偏低。分别在甲醇和胶囊空白基质中添加系列浓度的标准品,配制基质混合标准溶液,得到基质标准曲线,考察基质效应(ME)。采用公式ME=B/A×100%计算(式中B为基质标准曲线的斜率,A为溶剂标准曲线的斜率)。得到的ME值中,那红地那非(65%)、红地那非(68%)、去二甲伐地那非(72%)3种低于85%,其余14种均在85%~115%之间。由此可知,17种物质只有那红地那非、红地那非、去二甲伐地那非的基质抑制作用较强,其他14种均可不考虑基质效应的影响。曾试验采用固相萃取柱净化除杂处理,分别对比了C18固相萃取小柱和阳离子交换小柱,结果发现固相萃取法对于某些组分的提取效果很好,如采用C18萃取小柱(60 mg,3 mL,安谱公司)净化时,西地那非、伐地那非经过固相萃取柱后,基质抑制效应降低而获得了更高的回收率;由于极性差别大,另外几种组分容易在过柱过程中流失导致回收率偏低,如那红地那非和红地那非;采用阳离子交换固相萃取小柱(60 mg,3 mL,安谱公司)净化时,发现也有几种组分的回收率偏低(如氨基他达那非、羟基硫代豪莫西地那非),因此固相萃取净化法不宜用做此类组分同时测定的前处理。生产者考虑到壮阳药物的即时见效性和成本问题,添加的壮阳药物一般以一种为主,且量大,因此对于含量大于0.01%的成分采用高效液相色谱-紫外检测法定量更加准确可靠;对于含量低的成分采用基质匹配标准溶液的方法以抵消基质效应,满足定量的要求。高效液相色谱-紫外检测法测定的参考条件为:色谱柱为Aglient TC-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相A为甲醇,B为25 mmol/L乙酸铵水溶液;梯度洗脱程序为0~15 min,55%A~80%A; 15~20 min,80%A~100%A; 20~21 min,100%A~55%A; 21~27 min,55%A;流速为1.0 mL/min;柱温为30 ℃;进样量为10 μL。

2.4 线性范围和检出限

采用胶囊空白基质配制质量浓度为10、5、1.0、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.002 mg/L的17种药物系列混合标准溶液,在最优化条件下测定,以各组分的峰面积(y)对其质量浓度(x,mg/L)绘制标准曲线,得到相关系数;采用标准添加法测定,以信噪比为3(S/N=3)计算方法的检出限,结果见表 2。

表 2 17种药物在空白基质中的线性方程、线性范围、相关系数和检出限 Table 2 Table 2 Linear equations, linear ranges, correlation coefficients and LODs of the 17 drugs in the blank matrix
2.5 回收率和精密度

采用经测定不含有17种壮阳类化学药的保健胶囊及保健酒样品,添加不同水平的标准溶液,分别进行添加回收率和精密度试验,结果见表 3。取6次测定的平均值,17种壮阳类化学药在3种不同添加水平下,在胶囊样品中的加标回收率范围在72.0%~104.0%之间,RSD<15%;在保健酒样品中的加标回收率范围在78.6%~102.0%之间,RSD<10%。另外取一份加标样品溶液在一日内的不同时间点(共6个时间点,间隔4 h)测定,得到17种药物的日内精密度均小于8.0%,在不同日期(连续5 d内的同一时间)测定,得到日间精密度均小于15%;可见该类物质在溶液中比较稳定,满足定量分析的要求。

表 3 不同空白样品中3个加标水平下的17种药物的回收率及精密度(n=6) Table 3 Recoveries and repeatablilities of the 17 drugs spiked in different blank samples at 3 levels (n=6)
2.6 实际样品测定

近3年我们检测了客户送检的保健样品300多个,样品类型有胶囊、片剂、酒、咖啡、糖果等,部分阳性样品的测定结果见表 4,其中检出频率最高的是西地那非和他达那非,另有少部分检出羟基硫代豪莫西地那非、去甲西地那非、硫代豪莫西地那非等成分;保健酒中药物的添加量一般为0.01%~0.05%,咖啡中的添加量为0.1%~1.0%,片剂及胶囊中的添加量为0.2%~20%。由此可见此类非法添加现象普遍存在,需引起相关部门重视。

表 4 部分阳性样品的检测结果 Table 4 Detection results of some positive samples
3 结论

本文根据实际检测工作的需要以及多年的积累,建立了一种筛查非法添加壮阳类化学药的高效液相色谱-串联质谱方法。该方法选择性好、灵敏度高,适用于同时测定保健食品及中成药中非法添加的化学药物,具有很好的实际应用价值,已经应用于日常检测工作中,为监管保健品中非法添加化学药物提供有力的技术支持。

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