胡楠，劉毅，謝強(qiáng)勝，張中湖

(山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院，山東 濟(jì)南 250101)

非法添加問題，涉及我院食品、藥品、保健食品、化妝品4大業(yè)務(wù)領(lǐng)域，是實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)、進(jìn)行科技攻關(guān)的重點(diǎn)，液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)已廣泛應(yīng)用于上述四品非法添加物的實(shí)驗(yàn)室快速確證檢驗(yàn)[1]。為建立適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)的非法添加篩查方法，將非法添加快速檢驗(yàn)方法推向現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，從2012年起，在國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)“便攜式薄層色譜-拉曼光譜聯(lián)用儀及其藥品快檢支撐系統(tǒng)”(項(xiàng)目編號(hào)2012YQ180132)[2]支持下，我院與海軍軍醫(yī)大學(xué)聯(lián)合，成功研制適合于現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)應(yīng)用的薄層色譜-拉曼光譜聯(lián)用儀(簡(jiǎn)稱薄曼聯(lián)用儀),建成了基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)的藥品快檢支撐平臺(tái)(μtrait系統(tǒng))，為薄曼聯(lián)用儀的快速應(yīng)用提供遠(yuǎn)程在線數(shù)據(jù)庫(kù)和算法系統(tǒng)支持。

在實(shí)際運(yùn)行過程中，薄曼聯(lián)用儀存在聯(lián)用設(shè)備分離、不易于攜帶、供電線路復(fù)雜、售后服務(wù)責(zé)任不清等弊端；μtrait系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)中心建設(shè)不完善、運(yùn)維技術(shù)力量不足、表面增強(qiáng)拉曼光譜標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)(SERS庫(kù))未按功能進(jìn)行分區(qū)等問題。從2016年起，在山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“薄曼聯(lián)用儀高通量快速篩查食品中的非法添加化合物”(2016GSF120003)和山東省食藥監(jiān)局發(fā)展類課題“TLC-SERS技術(shù)體系研究及應(yīng)用”(SDFDAFZLY201808)支持下，我院對(duì)μtrait系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，建成了中國(guó)拉曼光譜云計(jì)算中心數(shù)據(jù)中心，提供專業(yè)、規(guī)范、可靠的信息技術(shù)支持，優(yōu)化升級(jí)了μtrait系統(tǒng)非法添加模塊，便于基層技術(shù)人員應(yīng)用。中國(guó)拉曼光譜云計(jì)算中心數(shù)據(jù)中心和μtrait系統(tǒng)非法添加模塊，統(tǒng)稱為薄曼聯(lián)用儀-非法添加快檢系統(tǒng)(TRAFIC系統(tǒng))。

TRAFIC系統(tǒng)，是一套完整的薄層色譜-表面增強(qiáng)拉曼光譜(TLC-SERS[3])技術(shù)應(yīng)用體系，包括儀器及其操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)和數(shù)據(jù)中心。山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)研究中心利用本院現(xiàn)代化機(jī)房和完善的通訊、安全、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，專辟一個(gè)機(jī)柜，遷移重建了數(shù)據(jù)中心；根據(jù)實(shí)踐工作需要，升級(jí)μtrait系統(tǒng)為TRAFIC系統(tǒng)；購(gòu)置3臺(tái)薄曼聯(lián)用儀，專設(shè)兩間實(shí)驗(yàn)室，建成TLC-SERS技術(shù)培訓(xùn)支持中心。TLC-SERS技術(shù)在抽驗(yàn)樣品檢測(cè)中得到了應(yīng)用，為向社會(huì)推廣，特將該技術(shù)體系建設(shè)和應(yīng)用情況介紹如下。

1 薄曼聯(lián)用儀及其升級(jí)

1.1 薄曼聯(lián)用儀 該儀器由海軍軍醫(yī)大學(xué)(原第二軍醫(yī)大學(xué))陸峰教授科研團(tuán)隊(duì)牽頭，聯(lián)合上?？普苌萍加邢薰?、上海交通大學(xué)、上海儀電分析儀器有限公司共同研制。上?？普苌萍加邢薰矩?fù)責(zé)CH4500型薄層色譜儀的研發(fā)和薄曼聯(lián)用儀的產(chǎn)業(yè)化。上海交通大學(xué)黃梅珍教授團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)R10激光拉曼光譜儀[4]的研發(fā)，上海儀電分析儀器有限公司負(fù)責(zé)R10激光拉曼光譜儀的產(chǎn)業(yè)化。山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)研究中心負(fù)責(zé)應(yīng)用開發(fā)。

1.2 薄曼聯(lián)用儀的特點(diǎn) 薄層色譜儀的進(jìn)樣器、點(diǎn)樣器、加熱器、噴霧器、成像系統(tǒng)高度整合為一體并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、車載化；拉曼光譜儀將像差校正、光譜能量會(huì)聚、精確制冷三功能融于一體，CCD探測(cè)模塊小型化；拉曼探頭位于薄層掃描儀內(nèi)右側(cè)點(diǎn)膠臂上，與光纖連接，可實(shí)現(xiàn)精確對(duì)焦、精密定位，集成機(jī)械-光學(xué)變焦裝置、拉曼光譜儀快速解鎖裝置，具有高動(dòng)態(tài)范圍圖像處理能力。

1.3 薄曼一體機(jī) 為強(qiáng)化薄曼聯(lián)用儀的車載性能，山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)研究中心擬將拉曼光譜儀整體置于薄層掃描儀上方，將拉曼光譜儀整合為其檢測(cè)器，聯(lián)用儀升級(jí)為一體機(jī)，已申報(bào)外觀新型專利[5](見圖1)。

圖1 薄曼一體機(jī)設(shè)計(jì)圖

2 藥品快檢支撐系統(tǒng)

藥品快檢支撐系統(tǒng)由海軍軍醫(yī)大學(xué)(原第二軍醫(yī)大學(xué))陸峰教授科研團(tuán)隊(duì)牽頭，聯(lián)合上海迪亞凱特生物技術(shù)有限公司共同開發(fā)，主要提供薄曼聯(lián)用儀的客戶端應(yīng)用、管理端技術(shù)支持和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)及算法支持。山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)研究中心授權(quán)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心及其應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)維及日常管理，負(fù)責(zé)該成果轉(zhuǎn)化及推廣應(yīng)用。

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu) 具體見圖2。

圖2 藥品快檢支撐系統(tǒng)總體架構(gòu)

2.2 檢測(cè)流程 具體見圖3。

圖3 快檢流程圖

2.3 中國(guó)拉曼光譜云計(jì)算中心數(shù)據(jù)中心(CRSCCC) 中國(guó)拉曼光譜云計(jì)算中心數(shù)據(jù)中心由陸峰教授授權(quán)山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)研究中心基于μtrait系統(tǒng)升級(jí)而成，部署于山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院核心機(jī)房。

2.3.1 應(yīng)用架構(gòu) 具體見圖4。

圖4 CRSCCC應(yīng)用架構(gòu)

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 具體見圖5。

圖5 CRSCCC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

2.3.3 安全架構(gòu) 具體見圖6。

圖6 CRSCCC安全架構(gòu)

2.3.4 管理機(jī)制 委托山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)研究中心代管和使用。

3 系統(tǒng)應(yīng)用典型案例

無論是壯陽補(bǔ)腎類中成藥，還是抗疲勞類保健食品，其中常見非法添加化合物多為具有血管擴(kuò)張功能的那非類，比如硫代艾地那非、枸櫞酸西地那非等。TRAFIC系統(tǒng)快檢，首先建立常見那非類標(biāo)準(zhǔn)品的薄層展開后SERS譜庫(kù)，然后采集待測(cè)樣品中的薄層斑點(diǎn)SERS光譜與標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)進(jìn)行遍歷比對(duì)，按照相似度與匹配度從高到低排序，取前三位進(jìn)行液質(zhì)確證。

3.1 那非類標(biāo)準(zhǔn)SERS譜庫(kù)建立 分別取硫代艾地那非、枸櫞酸西地那非等11種常見那非類對(duì)照品，配制成1 mg·mL-1的甲醇溶液，薄層板點(diǎn)樣、展開、噴膠、采集SERS、上傳，后臺(tái)處理人員審核通過、入庫(kù)，硫代艾地那非SERS建庫(kù)報(bào)告見圖7。

圖7 硫代艾地那非SERS建庫(kù)報(bào)告

3.2 樣品快檢 取三便寶膠囊1粒，內(nèi)容物加1 mL甲醇溶解，靜置，取上清液，薄層板點(diǎn)樣、展開、噴膠、采集SERS、上傳，后臺(tái)自動(dòng)比對(duì)，返回快檢報(bào)告見圖8。

圖8 三便寶膠囊快檢分析報(bào)告

4 結(jié)論

4.1 TLC-SERS技術(shù)體系從儀器到平臺(tái)已經(jīng)成熟，中國(guó)拉曼光譜云計(jì)算中心數(shù)據(jù)中心有專業(yè)信息化和檢驗(yàn)團(tuán)隊(duì)管理。薄曼聯(lián)用儀經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，儀器性能穩(wěn)定，平臺(tái)經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，方案設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

4.2 TLC-SERS技術(shù)培訓(xùn)支持中心業(yè)已建成，由山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)中心負(fù)責(zé)管理，可以大量培訓(xùn)薄曼聯(lián)用儀和平臺(tái)使用人員。

4.3 本研究成果已經(jīng)形成一套完整的體系，既可以在事業(yè)性檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)用于非法添加的高通量檢驗(yàn)，也可以在企業(yè)實(shí)驗(yàn)室用作常規(guī)薄層掃描儀。

4.4 TLC-SERS技術(shù)可以應(yīng)用于食品、中藥[6]、保健食品[7]、化妝品中非法添加化合物[8]的快速篩查，為解決這類問題提供了一套通用的方法。

致謝：本文由山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)研究中心支持。