李細(xì)芬,毛雯雯,張雅琴,馮紅,許宏亮,李彥川,蔡瑩瀛,張?zhí)m蘭
(數(shù)字本草檢測有限公司,天津 300400)
中藥材容易受到黃曲霉毒素的污染已是不爭的事實(shí),相應(yīng)地,中藥材黃曲霉毒素檢測方法也成為目前的研究熱點(diǎn),已有較多文獻(xiàn)報道[1-7]。目前,黃曲霉毒素的檢測方法主要為高效液相色譜法和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法。液相色譜法為常規(guī)檢測方法,液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法一般為確證方法[8]。兩種方法特異性強(qiáng)、靈敏度高、定量準(zhǔn)確,但步驟繁瑣,耗時費(fèi)力,成本高昂,不利于中藥材黃曲霉毒素的快速檢測,尤其是缺乏實(shí)驗(yàn)條件的藥材集散地、種植粗加工產(chǎn)地難以廣泛普及。因此,急需開發(fā)一種成本低廉、方便快捷、簡單易學(xué)的檢測方法,以便于對中藥材黃曲霉毒素進(jìn)行隨時隨地檢測。
膠體金法,又稱膠體金免疫層析法(Gold immunochromatography assay,GICA),是一種將膠體金標(biāo)記技術(shù)、免疫技術(shù)和固相層析技術(shù)等多種方法有機(jī)結(jié)合在一起的檢測技術(shù)。膠體金法以其簡單快速、結(jié)果直觀、成本低廉的顯著優(yōu)勢,在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、食品安全等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。由于中藥材成分復(fù)雜,基質(zhì)干擾嚴(yán)重,在中藥材檢測中應(yīng)用較少,僅有少量文獻(xiàn)報道。林方芬[9]等應(yīng)用膠體金方法檢測中藥飲片,結(jié)果與ELISA方法一致;李輝[10]考察了中藥材對膠體金檢測方法的基質(zhì)影響,提出中藥成分中不含黃曲霉毒素結(jié)構(gòu)類似物香豆素類成分的藥材對本法檢測結(jié)果影響較小。以上研究均未對膠體金方法檢測酸棗仁、蓮子、薏苡仁、檳榔、決明子和遠(yuǎn)志6種中藥材的前處理方法進(jìn)行詳細(xì)報道,本研究旨在通過對6種中藥材前處理方法進(jìn)行研究,建立酸棗仁等6種中藥材的膠體金快速檢測方法,為膠體金方法應(yīng)用到更多中藥材黃曲霉毒素的快速檢測提供參考。
Agilent1100型高效液相色譜儀;Agilent G1321A FLD檢測器;Aura U.S.A光化學(xué)衍生器;Agilent Zorbax C18色譜柱(5 μm,4.6 mm×250 mm);湘儀H1850型離心機(jī);Sartorius QUINTIX224-1CN分析天平;超純水儀(美國Millipore公司)。
黃曲霉毒素對照品,具體信息見表1。分析甲醇(天津康科德化學(xué)試劑公司);色譜甲醇(德國默克公司),黃曲霉毒素B1膠體金檢測卡(本公司自己生產(chǎn),批號20160831);黃曲霉素總量免疫親和柱(天津博納艾杰爾科技有限公司);酸棗仁、蓮子、薏苡仁、檳榔、決明子和遠(yuǎn)志藥材樣品,均購自河北省保定市安國藥材市場。
中藥材品種間基質(zhì)差異較大,對膠體金中抗原抗體反應(yīng)以及膠體金顯色的影響不一,因此需對藥材的前處理方法分別進(jìn)行研究。
2.1.1酸棗仁、蓮子、薏苡仁前處理方法 稱取用液相方法檢測不含黃曲霉毒素的酸棗仁、蓮子和桃仁樣品粉末各若干份,每份1.0 g,添加黃曲霉毒素B1對照品溶液,制成含黃曲霉毒素B10,2.5,5,7.5 μg·kg-1的樣品,加5 mL 70%甲醇(含氯化鈉4%),渦旋3 min,離心,取上清500 μL于蒸發(fā)皿中,置水浴上揮干,再加1000 μL PBS復(fù)溶,得樣品檢測液。取樣品檢測液100 μL滴加到檢測卡上,觀察檢測結(jié)果。
2.1.2決明子、檳榔和遠(yuǎn)志樣品前處理方法 稱取用液相方法檢測不含黃曲霉毒品素的檳榔、決明子和遠(yuǎn)志樣品粉末各若干份,每份1.0 g,添加黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)對照品溶液,制成含AFB10,2.5,5,7.5 μg·kg-1的樣品,加5 mL 70%甲醇(含氯化鈉4%),渦旋3 min,離心,取1 mL上清液,加入4 mL水進(jìn)行稀釋,取稀釋后溶液5 mL過免疫親和柱。過柱方法:5 mL上樣,5 mL水洗,1 mL甲醇洗脫。取500 μL洗脫液揮干,加1000 μL 2%BSA/PBS復(fù)溶,得樣品樣測液。取樣品檢測液100 μL滴加到檢測卡上,觀察檢測結(jié)果。
2.1.3膠體金快檢方法特異性考察 以酸棗仁樣品為例,將AFB1標(biāo)準(zhǔn)溶液添加到陰性酸棗仁粉末中,制備成5、10、20 μg·kg-1系列濃度,再依法制備AFB2、AFG1、AFG2系列濃度樣品,按“2.1.1法”處理,每濃度取100 μL滴加到檢測卡上,觀察檢測結(jié)果。
2.1.4膠體金法檢測樣品重復(fù)性考察 取“2.1.1法”中添加2.5和7.5 μg·kg-1的酸棗仁樣品,按“2.1.1法”處理,每個濃度重復(fù)檢測10次,觀察膠體金檢測卡的重復(fù)性。
2.2.1對照品溶液的制備 AFB1、AFB2、AFG1、AFG2對照品溶液配制:分別將對照品全部轉(zhuǎn)移至適當(dāng)容積的容量瓶中,用甲醇洗滌2~3次,一并轉(zhuǎn)移至同一容量瓶中,用甲醇定容至刻度,搖勻即得。
混合對照品貯備溶液的配制:分別精密吸取黃曲霉毒素4種標(biāo)準(zhǔn)溶液適量至適當(dāng)容量瓶中,用70%甲醇定容,最后得AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的濃度分別為40、12、40、12 ng·mL-1。
混合對照品溶液的制備:精密量取上述混合對照品貯備溶液,用70%甲醇制成每1 mL分別含AFB1、AFG12.5、5、10、20、40 ng;AFB2、AFG20.75、1.5、3、6、12 ng的溶液,即得。
2.2.2 色譜條件 Agilent Zorbax C18色譜柱,4.6 mm×250 mm,5 μm;FLD熒光檢測器,激發(fā)波長=360 nm,發(fā)射波長=440 nm;流動相:甲醇-水(45∶55),等度洗脫;柱溫30 ℃,流速0.8 mL·min-1,進(jìn)樣量50 μL。兩個相鄰色譜峰的分離度應(yīng)大于1.5。
2.2.3黃曲霉毒素標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 將黃曲霉毒素標(biāo)準(zhǔn)溶液系列濃度,依次進(jìn)樣檢測。以峰面積為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
2.2.4供試品溶液制備 取藥材樣品粉末(過二號篩)約15 g,精密稱定,置于均質(zhì)器中,加入氯化鈉3 g,精密加入70%甲醇溶液75 mL,高速攪拌2分鐘(攪拌速度大于11000 r·min-1),離心5分鐘(離心速度2500 r·min-1),過濾,精密取上清液15 mL,置50 mL量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,用微孔濾膜(0.45 μm)濾過,量取續(xù)濾液20.0 mL,通過免疫親和柱,流速每分鐘3 mL,用水20 mL洗脫,洗脫液棄去,使空氣進(jìn)入柱子,將水?dāng)D出柱子,再用1.5 mL甲醇洗脫,收集洗脫液,置2 mL量瓶中,并用純水定容至刻度,搖勻,過0.22 μm微孔濾膜,即得。
2.2.5 HPLC方法學(xué)考察 (1)線性范圍:精密吸取上述不同濃度的混合對照品溶液,按2.2.2色譜條件進(jìn)行分析,以峰面積為縱坐標(biāo),對照品濃度(ng·mL-1)為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算線性范圍。(2)精密度:取“(1)線性范圍”項(xiàng)下,AFB1、AFG1濃度為10 ng·mL-1,AFB2、AFG2濃度為3 ng·mL-1的混合對照品溶液,按照2.2.2項(xiàng)下的色譜條件進(jìn)行分析,一天內(nèi)連續(xù)進(jìn)樣6次,連續(xù)進(jìn)樣兩天,分別記錄AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的峰面積,計(jì)算日內(nèi)和日間RSD值。(3)重復(fù)性:取陽性蓮子樣品做重復(fù)性試驗(yàn)。按2.2.4藥材供試品制備方法平行制備6份供試品溶液,并按2.2.2色譜條件進(jìn)行分析。(4)回收率:取陰性薏苡仁樣品做回收率試驗(yàn)。AFB1、AFG1的添加水平為10 μg·kg-1,AFB2、AFG2的添加水平為3 μg·kg-1。按2.2.4供試品溶液制備方法,精密添加一定量的標(biāo)準(zhǔn)品溶液,平行制備6份供試品溶液,并按2.2.2色譜條件進(jìn)行分析,計(jì)算回收率。(5)檢測項(xiàng)與定量限:根據(jù)信噪比S/N=3和S/N=10確定目標(biāo)物的檢出限和定量限。
收集酸棗仁、蓮子、薏苡仁、檳榔、遠(yuǎn)志,決明子樣品若干份,分別按2.1.1和2.1.2方法用膠體金試紙條檢測,獲得快檢結(jié)果;同時按2.2.4方法進(jìn)行HPLC檢測,獲得液相結(jié)果;將兩種方法檢測結(jié)果進(jìn)行對比,判斷兩種方法的符合率。
3.1.1 酸棗仁、蓮子、薏苡仁樣品膠體金快速檢測基質(zhì)干擾與靈敏度 酸棗仁樣品添加AFB1標(biāo)準(zhǔn)品后經(jīng)膠體金檢測卡檢測,檢測線(T線)0和2.5 μg·kg-1顯色,5和7.5 μg·kg-1濃度不顯色,結(jié)果如圖1,即5 μg·kg-1消線。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),蓮子和薏苡仁基質(zhì)干擾與酸棗仁相似,可用同一種方法消除,結(jié)果同圖1。因此,本膠體金檢測卡檢測酸棗仁、蓮子和薏苡仁樣品的靈敏度為5 μg·kg-1,大于5 μg·kg-1的樣品均不顯色,為陽性。
圖1 酸棗仁快檢方法靈敏度試驗(yàn)結(jié)果
3.1.2 決明子、檳榔和遠(yuǎn)志樣品膠體金快速檢測基質(zhì)干擾與靈敏度 決明子、檳榔和遠(yuǎn)志藥材色素較重,未經(jīng)凈化滴加在膠體金檢測卡上,背景很深,影響檢測線的顯色。因而無法檢測,如圖2。決明子和遠(yuǎn)志藥材情況類似,圖略。決明子等3種藥材添加系列黃曲霉標(biāo)準(zhǔn)品后,按方法2.1.2操作,將樣品提取液通過免疫親和柱凈化,凈化后樣品檢測液色素明顯減輕,從而消除了色素干擾,0和2.5 μg·kg-1濃度顯色,5和7.5 μg·kg-1濃度不顯色,即5 μg·kg-1消線,大于5 μg·kg-1的樣品均不顯色,為陽性。結(jié)果同圖1。因此,本膠體金檢測卡檢測遠(yuǎn)志、決明子和檳榔樣品的靈敏度為5 μg·kg-1。
3.1.3膠體金法檢測樣品特異性 對添加系列濃度黃曲霉毒素的酸棗仁樣品用膠體金檢測卡進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示AFB15~20 μg·kg-1均呈顯著抑制,T線不顯色,結(jié)果如圖3。對AFB25~20 μg·kg-1均無抑制,T線均顯色,結(jié)果如圖4,AFG1、AFG2反應(yīng)結(jié)果與AFB2相同,均無抑制,圖略。說明本膠體金試紙條對AFB1有特異性,只識別黃曲霉毒素B1,而與其他3種黃曲霉毒素?zé)o交叉反應(yīng)。
圖2 檳榔樣品過柱前后檢測結(jié)果
圖3 膠體金法對B1檢測結(jié)果圖
圖4 膠體金法對B2檢測結(jié)果
3.1.4膠體金法檢測樣品重復(fù)性 用膠體金檢測卡檢測2.5和7.5 μg·kg-1兩個濃度酸棗仁樣品,每個濃度重復(fù)10次,結(jié)果顯示2.5 μg·kg-1濃度均顯色,為陰性,且顯色一致性較好,如圖5;7.5 μg·kg-1濃度均不顯色,為陽性。結(jié)果如圖6。
圖5 膠體金法檢測2.5 μg·kg-1濃度重復(fù)性結(jié)果
圖6 膠體金法檢測7.5 μg·kg-1濃度重復(fù)性結(jié)果
3.2.1黃曲霉毒素HPLC標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍 精密吸取不同濃度的混合對照品溶液,進(jìn)行液相分析。黃曲霉毒素標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖見圖7。相鄰色譜峰之間的分離度分別為3.15、2.24、2.08。
以峰面積為縱坐標(biāo),對照品濃度(ng·mL-1)為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算線性范圍。結(jié)果顯示對照品濃度與峰面積呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,r≥0.999,結(jié)果見圖8。黃曲霉毒素B1、G1在2.5~40 ng·mL-1,黃曲霉毒素B2、G2在0.75~12 ng·mL-1范圍內(nèi)線性良好。
圖7 4種黃曲霉毒素HPLC圖
3.2.2 黃曲霉毒素HPLC精密度 同一濃度黃曲霉毒素混合對照品溶液,一天內(nèi)連續(xù)進(jìn)樣6次,連續(xù)進(jìn)樣兩天,計(jì)算日內(nèi)和日間峰面積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2日內(nèi)精密度RSD分別為1.17%、1.62%、2.69%、2.52%;日間精密度RSD分別為1.66%、1.26%、2.69%、2.62%。
由此可見,黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2的日內(nèi)和日間峰面積RSD均小于3%,表明方法精密度良好。
圖8 黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2標(biāo)準(zhǔn)曲線
3.2.3黃曲霉毒素HPLC重復(fù)性 取陽性蓮子樣品平行檢測6份得出重復(fù)性結(jié)果。黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2的計(jì)算結(jié)果RSD分別為4.85%、6.74%、3.04%、7.30%,均小于8%,說明黃曲霉HPLC法重復(fù)性良好。
3.2.4黃曲霉毒素HPLC回收率 對添加了黃曲霉毒素標(biāo)準(zhǔn)品的薏苡仁陰性樣品按2.2供試品溶液制備方法,平行制備6份供試品溶液進(jìn)行液相色譜法檢測。回收率結(jié)果見表2,AFB1,AFB2,AFG1,AFG2的回收率在87.9%~98.0%之間,RSD均小于5.0%。
收集酸棗仁樣品20批、蓮子15批、薏苡仁19批、檳榔17批,遠(yuǎn)志20批、決明子20批,共計(jì)111批次,同時用膠體金快檢方法和液相色譜法進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果見表3。111批次樣本中109批次檢測結(jié)果與液相結(jié)果相符,快檢方法的判斷準(zhǔn)確率為98.2%。其中出現(xiàn)2例與液相結(jié)果不符合的情況,檳榔B006號、遠(yuǎn)志Y001號液相結(jié)果分別為4.5 μg·kg-1和3.4 μg·kg-1,而膠體金快檢方法判斷為陽性(為黃曲霉毒素B1超標(biāo),可能為樣品中的黃曲霉毒素含量較為接近藥典標(biāo)準(zhǔn)5 μg·kg-1,從而出現(xiàn)誤判。因此,快檢方法適合黃曲霉毒素的初篩性檢查,如遇可疑結(jié)果還需用藥典標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行確證。
對本公司檢測數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)報道[11-12]分析,選擇酸棗仁、薏苡仁、蓮子、決明子、檳榔和遠(yuǎn)志6種黃曲霉毒素污染率高的藥材進(jìn)行膠體金快檢方法摸索。6種藥材基質(zhì)不同,需采用不同的前處理方法消除基質(zhì)影響。
酸棗仁、薏苡仁和蓮子基質(zhì)影響相對較少,通過70%甲醇提取、離心,上清液揮干,除掉提取液中有機(jī)溶劑甲醇,再用PBS緩沖溶液復(fù)溶,復(fù)溶后溶液較為澄清,基本為無色,用膠體金檢測卡進(jìn)行檢測時,膠體金顯色基本不受基質(zhì)干擾,零濃度顯色清晰,隨著樣品中黃曲霉毒素濃度的增加,顯色逐漸變淺,直至不顯色。這是由于黃曲霉毒素膠體金法采用的是免疫競爭原理,樣品中黃曲霉毒素的濃度與試紙條上檢測線的顏色呈反相關(guān)。當(dāng)樣品中的黃曲霉毒素濃度達(dá)到5 μg·kg-1及以上時,檢測線完全被抑制不顯色,為陽性結(jié)果;低于5 μg·kg-1,檢測線顯色,為陰性。這種判斷符合《中華人民共和國藥典》規(guī)定的限量標(biāo)準(zhǔn),因此可用于對酸棗仁、薏苡仁和蓮子中的黃曲霉毒素B1進(jìn)行初篩性檢測。
表3 111批次樣品兩種方法檢測結(jié)果
注:表中“+”表示超過藥典規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),“-”表示未超過藥典規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
檳榔、遠(yuǎn)志和決明子用甲醇提取后,色素過重,僅用揮干有機(jī)溶劑的方法不能消除色素等基質(zhì)的影響。因此,需采用一定的凈化方法,將提取物中的色素等其他雜質(zhì)清除或降低。黃曲霉毒素免疫親和柱凈化是目前較好的凈化方法,它采用的是特異性抗原抗體結(jié)合原理,不能與親和柱中包埋的黃曲霉毒素抗體結(jié)合的雜質(zhì)流出柱子,只有黃曲霉毒素能結(jié)合在柱體上,再用甲醇進(jìn)行洗脫,從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物與雜質(zhì)的分離,有效消除了基質(zhì)影響。膠體金法樣品需要量少,只需取1mL提取液過柱凈化,節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時間,實(shí)現(xiàn)了檳榔、遠(yuǎn)志和決明子的快速檢測,整個樣品檢測30 min內(nèi)可完成。
液相色譜法檢測黃曲霉毒素一般有多種流動相系統(tǒng):甲醇-水[13],甲醇-乙腈-水[14],乙腈-水[15],需根據(jù)實(shí)驗(yàn)室液相色譜系統(tǒng)進(jìn)行選擇優(yōu)化。本實(shí)驗(yàn)室液相色譜系統(tǒng)選用甲醇-水(45∶55)作流動相,取得了較好效果,4種黃曲霉毒素分離度均在1.5以上,精密性、回收率和重復(fù)性良好,檢測一個樣品約需5 h完成。而快檢方法只需要30 min即可完成,大大提高了樣品的檢測效率。快檢方法使用過程中無需使用黃曲霉毒素標(biāo)準(zhǔn)品,只需膠體金檢測卡和少量試劑即可完成,安全、環(huán)保、省時、省力、省成本,無需專業(yè)人員、可用于大量樣本的快速篩查和現(xiàn)場及時篩查。
本文對2015版《中華人民共和國藥典》中規(guī)定的19種藥材中的6種進(jìn)行了快檢研究,其它藥材的快檢有待今后繼續(xù)研究。