拉曼光谱快速检测减肥保健品中非法添加酚酞的研究

李志成,刘小玲,甘 盛,施晓光

(1.广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁 530004；2.广西食品药品检验所,广西南宁 530021)

拉曼光谱快速检测减肥保健品中非法添加酚酞的研究

李志成1,刘小玲1,甘 盛2,*,施晓光2

(1.广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁 530004；2.广西食品药品检验所,广西南宁 530021)

目的:采用拉曼光谱法快速检测减肥保健品中非法添加的酚酞。方法:采用拉曼光谱对减肥保健品中的非法添加物质酚酞进行快速检测,首先使用适当的溶剂对减肥保健品进行提取,然后对提取液进行过滤,最后直接进行拉曼光谱的测试。结果:建立了酚酞-甲醇溶液的标准曲线,并且对添加不同浓度酚酞的减肥保健品进行拉曼光谱检测,所得结果与酚酞实际添加量一致。结论:结合简单的前处理方法,拉曼光谱法可对减肥保健品中非法添加的酚酞进行快速检测,并可进行定量分析；该方法快速、简便、成本低、可同时得到定性与定量结果,该方法的检测限为1%。

拉曼光谱,减肥保健品,酚酞,非法添加

近年来,随着人们生活水平的日益提高,肥胖也成为很多人面临的健康问题,相比于西药成分的副作用,更多人倾向于购买中药减肥类产品。但由于中药成分显效慢,很多不法商家在中药成分中大量添加酚酞等化学添加剂,以达到快速见效的目的,酚酞会对人的神经系统造成严重损害,甚至致癌,多省市药监局已经开始严厉打击减肥药中的非法添加行为。通常实验室中常采用高效液相色谱(HPLC)法或薄层色谱(TLC)法对减肥保健品中的酚酞进行检测[1-6],HPLC法检测灵敏度高,但过程繁琐,耗时长,TLC需要使用大量挥发溶剂,并不适合大规模的快速检测。目前较为常用的快检方法是使用酚酞快筛试剂盒,但显色法受环境温度等影响较大,假阳性率高,并且成本较高；因此开发一种快速、准确、低成本的方法具有很大的实际意义。

分子光谱法是快检领域常用的手段,特别是近红外光谱在药品打假中扮演了重要角色[7-9],但是由于中药保健品的复杂性,近红外光谱无法建立通用的模型,即使对于同一个厂家的产品,由于中药产地等影响,近红外光谱也无法获得好的效果。拉曼光谱也是分子光谱的一种,近年来越来越多的应用于快检领域,相比于近红外光谱,拉曼光谱特征峰明显,无需复杂、大量的建模过程,非常适合于假药的筛查[10-14]。但是通常中药样品(粉末、片剂等)会产生严重的荧光干扰,使得拉曼光谱无法直接应用,限制了拉曼光谱在这方面的应用。本文中采用溶剂提取的方法,从中药保健品中提取非法添加成分进行检测,既避免了荧光干扰,又能够检测到酚酞的信号,成功将拉曼光谱用于中药保健品的检测。

表1 上述4种样品的预测浓度Table 1 Predicted concentration of Phenolphthalein for 4 samples above

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

拉曼光谱仪采用英国Metage公司生产的OPAL-3000型便携式拉曼光谱仪,激发功率400mW,激发光为785nm,分辨率4.5cm-1。

酚酞标准品(中国食品药品检定研究院,批号:1009-199601),两个厂家的减肥保健品样品为广西自治区食品药品检验所抽检样品(分别标记为样品A,批号:20120516；样品B,批号:120701/3),采用HPLC对样品进行检测,检验结果为样品A:不含酚酞；样品B:1g中含有107mg酚酞；甲醇(分析纯) 购于北京化工厂。

1.2 实验方法

1.2.1 酚酞标准品与减肥药固体的拉曼测试 分别取少量的酚酞标准品和样品A粉末进行拉曼测试,称量5mg酚酞标准品与100mg样品A粉末,混合、研磨后,进行拉曼测试。

1.2.2 建立酚酞-甲醇标准曲线 分别配制质量浓度为0.1%、0.25%、0.5%和1%的酚酞-甲醇溶液,测试拉曼光谱,并计算标准曲线。标准曲线是以酚酞在830cm-1和801cm-1的两个特征拉曼峰的积分面积对配制浓度作图,图2中则列出了使用此标准曲线的预测浓度与样品配制浓度的关系,得到线性回归方程为Y=5.27825X-0.0230149(n=4),R2=0.9974。测定样品浓度时使用甲醇对减肥保健品进行提取。

1.2.3 拉曼光谱提取物的制备 将4份经HPLC检测不含有酚酞的样品A(每份0.5g),分别掺入一定量的酚酞,掺杂后酚酞浓度分别为0、1%、2%、5%,各加入5mL甲醇,超声10min后,静止取上清液测量拉曼光谱。

1.2.4 样品的提取与制备 称量4份样品A,每份0.5g,取其中3份分别与5、10、25mg的酚酞混合、研磨,得到4份样品中含酚酞量分别为0、1%、2%、5%；称量0.5g样品B。

上述5份样品分别加入到5mL醇溶液中,超声10min,静止取上清液,直接测试拉曼光谱。

2 结果与分析

2.1 甲醇中甲醇(a)与酚酞(b)的拉曼光谱

图1为甲醇和1%酚酞的甲醇溶液的拉曼光谱。从图中可以看出,尽管甲醇的拉曼信号非常强,但仍然能够看到酚酞的拉曼信号。

图1 甲醇中甲醇(a)与酚酞(b)的拉曼光谱Fig.1 Raman spectra of(a)Methanol and (b)1% Phenolphthalein in Methanol

2.2 甲醇中酚酞浓度的标准曲线

图2是酚酞的标准曲线,相关系数为0.9981,酚酞浓度为0.1%时,仍然能够准确定量。拉曼信号的强度与样品浓度符合朗伯比尔定律,本文中以酚酞在830cm-1和801cm-1(图4)的两个特征拉曼峰的积分面积对标准溶液的配制浓度作图。表1是4种样品的预测浓度,从标准曲线直接得到的酚酞浓度分别为0.0042%、0.1080%、0.1804%和0.5035%,由于处理过程中取0.5g样品与5mL甲醇混合,即稀释10倍,因此实际减肥产品中的酚酞浓度为0.042%、1.08%、1.804%与5.035%,与实际添加值接近；在酚酞-甲醇溶液体系中,拉曼光谱的检测下限为0.1%,因此对于实际减肥产品中的酚酞检测下限为1%。

图2 甲醇中酚酞浓度的标准曲线Fig.2 Calibration curve of Concentration of Phenolphthalein in Methanol

表1是4种样品的预测浓度,从标准曲线直接得到的酚酞浓度分别为0.0042%、0.1080%、0.1804%和0.5035%,由于处理过程中取0.5g样品与5mL甲醇混合,即稀释10倍,因此实际减肥产品中的酚酞浓度为0.042%、1.08%、1.804%与5.035%,与实际添加值接近；在酚酞-甲醇溶液体系中,拉曼光谱的检测下限为0.1%,因此对于实际减肥产品中的酚酞检测下限为1%。

对HPLC检测含有酚酞的样品B进行检测,取0.5g Sample B加入5mL甲醇,超声10min中,静止取上清液测量拉曼光谱。图5为样品 B的拉曼光谱,表2是样品B的预测结果,预测值与HPLC值较为接近。

表2 样品B中酚酞的预测浓度Table 2 Predicted concentration of Phenolphthalein for Sample B.

2.3 酚酞标准品与减肥保健品固体直接测试的拉曼光谱

图3中分别是酚酞标准品(曲线a)、样品A(曲线b)和100mg样品A掺入5mg酚酞(曲线c)的拉曼光谱。可以看出,酚酞标准品具有非常明显的拉曼信号；减肥保健品A的拉曼光谱则呈现非常明显的荧光,并且在测试时样品点很容易被激光烧焦(见图3中插图)；在掺入5%的酚酞后,获得的拉曼光谱仍然主要为荧光,无法分辨出酚酞的信号,因此拉曼光谱无法直接用于减肥保健品粉末的测试。

图3 酚酞粉末(a)、样品A(b)、100mg样品A 混合5mg酚酞(c)的拉曼光谱Fig.3 Raman spectra of(a)Phenolphthalein powder; (b)Sample A;(c)100mg sample A mixed with 5mg Phenolphthalein

2.4 样品提取液的拉曼光谱

图4为上述四份样品提取液的拉曼光谱,可以看出其光谱与酚酞-甲醇标准光谱非常相似,并且能够看到酚酞的拉曼信号,表明使用甲醇能够从样品中提取出酚酞成分,并且没有受到其它成分干扰。

图4 样品A(a)、样品A加入1%的酚酞(b)、 样品A加入2%的酚酞(c)、样品A 加入5%的酚酞(d)的拉曼光谱Fig.4 Raman spectra of(a)Sample A;(b)1% Phenolphthalein added to Sample A;(c)2% Phenolphthalein added to Sample A;(d)5% Phenolphthalein added to Sample A

在扫描建模时,酚酞的拉曼特征峰出现在830cm-1和801cm-1。在样本B的光谱图中,由于样品B的酚酞含量比样本A高,我们可以明显看到830cm-1和801cm-1两个酚酞特征峰,远比图4中的酚酞特征峰清晰。

图5 样品B的拉曼光谱Fig.5 Raman spectrum of Sample B.

需要指出的是,拉曼光谱在灵敏度上无法与HPLC方法媲美,但是由于不法厂商为了使产品获得明显的疗效,通常添加酚酞的含量很高(通常在1%以上),因此拉曼光谱法完全能够满足要求单独测试一个未知样本不能显示本方法的优越性,需要多检测几个未知样本确保方法的稳定性,预测结果是高于真实值还是低于真实值需要验证,这样才能有效评估本方法,并且由于拉曼光谱法制样简单,成本低,整个检测过程不超过15min,这使得拉曼光谱法非常适合大量样品或者现场快速检测。

3 结论

本文中首选对酚酞-甲醇体系进行拉曼光谱测试建立定量曲线,对HPLC检测不含酚酞的样品认为添加不同含量的酚酞,拉曼光谱检测结果与实际添加含量一致；再对HPLC检测含有酚酞的样品进行拉曼检测,预测结果与HPLC检测含量接近；这表明结合简单适当的预处理过程,拉曼光谱能够对减肥保健品中非法添加的酚酞进行检测,检测下限达到1%,并且整个检测过程不超过15min,检测成本低,适合大量样品快速筛查及现场检测。

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A fast method to identify Phenolphthalein added illegally addedto diet pills by Raman Spectroscopy

LI Zhi-cheng1,LIU Xiao-ling1,GAN Sheng2,*,SHI Xiao-guang2

(1.College of Light Industry and Food Science,Guang Xi University,Nanning 530004,China;2. Guangxi Institute For Food and Drug Control,Nanning 530021,China)

Objective:To identify Phenolphthalein illegally added to diet pills by Raman spectroscopy. Methods:Raman spectroscopy was used to identify Phenolphthalein added to diet pills. First,diet pills were extracted by suitable solvent,then extracting solution were filtered. Finally filtrate were measured by Raman spectroscopy. Results Calibration curve was built and analysis were performed on samples with different content of Phenolphthalein. Results were accordance with real amount added. Conclusion:With suitable sample preprocessing method,Raman spectroscopy could be used to fast screening Phenolphthalein illegally added to diet pills. This method is fast,simple,low cost and can give both qualitative and quantitative results. The detection limit is 1% for Phenolphthalein in diet pill.

Raman spectroscopy;diet pill;Phenolphthalein;illegal additives

2014-04-16

李志成(1990-),男,在读硕士,研究方向:光谱检测。

*通讯作者:甘盛(1980-),男,博士,研究方向:药学与药物分析。

中青年发展研究基金(2013WC3)；广西自然科学青年基金(2014GXNSFBA118059)。

TS207

A

1002-0306(2015)03-0324-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.060