楊 潔,付國平,崔榮飛,呂 潔,劉 偉,陳佳靜,朱子晨,趙義良*
(1.石家莊市畜產(chǎn)品和獸藥飼料質(zhì)量檢測中心 050040;2.石家莊市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊 050000;3.石家莊市動物疫病預(yù)防控制中心 050000;4.石家莊市藁城區(qū)畜牧工作總站 052160)
中獸藥的質(zhì)量直接關(guān)系到養(yǎng)殖動物的用藥安全,從而關(guān)系到食品安全。中獸藥的鑒別主要采用顯微鑒別、光譜色譜和理化鑒別等。薄層色譜,或稱薄層層析(thin-layer chromatography,TLC),是色譜技術(shù)的一種,是將適宜的固定相涂布于支持板上,形成均勻薄層,以合適的溶劑為流動相,對混合樣品進行分離、鑒定和定量的一種層析分離技術(shù)。通過對薄層色譜上是否存在斑點,能夠?qū)χ蝎F藥的真?zhèn)芜M行準確的判斷,斑點的顏色深淺程度以及大小等都能在一定程度上對藥品的優(yōu)劣作出判斷。與高效液相色譜法和氣相色譜法比較,薄層色譜操作簡單,成本較低,色譜結(jié)果直觀。與紙層析法比較,薄層色譜靈敏度高,分離效果好,用時短,顯色方法多,可用腐蝕性顯色劑[1]。
薄層色譜技術(shù)從上世紀50 年代發(fā)展至今,仍被廣泛采用,是分析鑒別中獸藥的重要方法?!吨腥A人民共和國獸藥典》(2020 年版二部)中薄層色譜技術(shù)鑒別占鑒別方法80%以上[2-3]。
薄層色譜法是一種吸附薄層色譜分離法,它利用各成分對同一吸附劑吸附能力不同,使在移動相(溶劑)流過固定相(吸附劑)的過程中,連續(xù)的產(chǎn)生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附,從而達到各成分互相分離的目的。薄層層析可根據(jù)作為固定相的支持物不同,分為薄層吸附層析(吸附劑)、薄層分配層析(纖維素)、薄層離子交換層析(離子交換劑)、薄層凝膠層析(分子篩凝膠)等。一般實驗中應(yīng)用較多的是以吸附劑為固定相的薄層吸附層析。
薄層色譜技術(shù)在中獸藥檢測中的應(yīng)用主要是鑒別、雜質(zhì)檢查或含量測定,使用時將固定相均勻涂于玻璃板、塑料或鋁箔上,待成膜后,用點樣器吸取適當樣品,點在薄層的起始線上,待干燥后,用適當?shù)恼归_劑展開,待展開至一定距離后取出,晾干,噴顯色劑顯色。用硅膠和氧化鋁作支持劑,其主要原理是吸附力與分配系數(shù)的不同,使混合物得以分離。當溶劑沿著吸附劑移動時,帶著樣品中的各組分一起移動,同時發(fā)生連續(xù)吸附與解吸作用以及反復(fù)分配作用。由于各組分在溶劑中的溶解度不同,以及吸附劑對它們的吸附能力的差異,最終將混合物分離成一系列斑點。如作為標準的化合物在層析薄板上一起展開,則可以根據(jù)這些已知化合物的Rf 值(溶質(zhì)移動的距離/溶液移動的距離)對各斑點的組分進行鑒定。
雙黃連口服液是 《中華人民共和國獸藥典》(2020年版二部)修訂的獸藥品種,具有辛涼解表、清熱解毒的功能,主治犬、貓、雞感冒發(fā)熱。雙黃連口服液的鑒別(1)、(2)試驗均使用薄層色譜法。
鑒別(1):取雙黃連口服液1 mL,加75%乙醇5 mL,搖勻,作為供試品溶液。另取黃芪苷對照品,加甲醇制成每1 mL 含1 mg 的溶液;取綠原酸對照品,加75%乙醇制成每1 mL 含0.1 mg 的溶液,作為對照品溶液。取一聚酰胺薄膜,平鋪于潔凈玻璃板上,劃定起始線,用點樣器吸取上述3 種溶液各1~2 μL,點于起始點不同位置,晾干。取適量醋酸于展缸中,放入晾干的展板,展開,取出,晾干,置紫外燈(365 nm)下檢視。供試品色譜中,在與黃芪苷對照品色譜相應(yīng)的位置,顯相同顏色的斑點;在與綠原酸對照品色譜相應(yīng)的位置,顯相同顏色的熒光斑點。
鑒別(2):取雙黃連口服液1 mL,加甲醇5 mL,搖勻,靜置,取上清液,作為供試品溶液。另取連翹對照藥材0.5 g,加水20 mL,加熱回流1 h,濾過,濾液濃縮至近干,加甲醇5 mL 使溶解,搖勻,靜置,取上清液,作為對照藥材溶液。用取樣器吸取上述兩種溶液各5 μL,分別點于同一硅膠G 薄層板上,以三氯甲烷-甲醇(5∶1)為展開劑,展開,取出,晾干,噴10%硫酸乙醇溶液,105℃加熱至斑點顯色清晰。供試品色譜中,在與對照藥材色譜相應(yīng)的位置,顯相同顏色的斑點[4]。
利用薄層色譜技術(shù)對中獸藥進行鑒別時,容易精密度差以及重現(xiàn)性不足的情況,在一定程度上降低了檢驗結(jié)果的準確性。
中獸藥樣品成分復(fù)雜,各成分之間干擾嚴重,有時難以很好的分離,樣品的前處理對中獸藥薄層色譜檢測很重要。韓易航等對清解合劑薄層色譜鑒別試驗的前處理進行了改進,用毒性較小的乙醇代替毒性較大的甲醇和丙酮對樣品進行前處理,分離效果好,斑點清晰、操作簡單,試驗結(jié)果重復(fù)性好,所用試劑更安全,對環(huán)境友好[5]。
薄層板需要有一定的機械強度及化學(xué)惰性,且厚度均勻、表面平整。玻璃板最常用,有時還用塑料、鋁箔。常用的固定相有硅膠G、硅膠GF、硅膠H、硅膠HF,其次有硅藻土、硅藻土G、氧化鋁、氧化鋁G、微晶纖維素、微晶纖維素F 等。固定相均勻涂布在玻璃板上,晾干后待用。為了良好的重現(xiàn)性,實驗室一般直接采購成品薄層板。不同廠家,不同批次的薄層板,質(zhì)量可能不同。應(yīng)在采購一批新板子后,進行質(zhì)量驗收,合格后方可使用,并在實驗記錄中標明板子生產(chǎn)廠家,型號等信息。
薄層板可以自制也可使用成品,實驗室一般直接采購成品薄層板。不同廠家生產(chǎn)的薄層板,所用的硅膠粒度、性質(zhì)、粘合劑和制作工藝都不同,造成色譜行為的差異。實驗時必須詳細記錄薄層板的類型、廠家、批號、實驗溫度、濕度等信息,保證實驗結(jié)果的重現(xiàn)性。
手動點樣的點樣器最常用的是內(nèi)徑為0.5 mm 管口平整的點樣毛細管,有0.5 μL、1.0 μL、2.0 μL、5.0 μL、10.0 μL 等。
點樣直徑應(yīng)不超過5 mm,盡量減少溶劑擴散,直徑應(yīng)盡量小。點樣距離一般為1~1.5 cm 即可。點樣量較大時應(yīng)特別注意點樣直徑和間距。點樣毛細管不能交叉使用。如需重復(fù)點樣,待溶劑揮發(fā)后才可繼續(xù)點樣??梢韵扔勉U筆在薄層板上距一端2 cm 處輕輕劃線,作為起始線。在同一塊板子上點的樣品之間要有一定的距離,通常間距5 mm 以上。點樣要輕,不能破壞薄層板上的固定相。
也可使用全自動點樣儀,可進行接觸式點狀點樣,噴霧式帶狀、方形點樣;適用于不同厚度的薄層板,最大至4 mm;進樣針規(guī)格有10 μL、25 μL、100 μL。全自動點樣儀具有加熱功能。當點樣量較大時,或是溶劑較難揮發(fā)(如水溶液),可選擇加熱方式點樣,減少斑點擴散。點樣臺的高度可以調(diào)節(jié),可點不同厚度的薄層板,無需調(diào)節(jié)點樣頭。全自動點樣儀占用空間少,吸樣、點樣等全部為一整體,節(jié)約人力和時間。
在點樣和用鉛筆在薄層板上劃線時,應(yīng)注意不要破壞薄層板涂層。樣品之間應(yīng)有一定的距離,至少5 mm,以免樣品交叉。點樣器為一次性耗材,點完一種藥品后應(yīng)更換。
新手制作的薄層色譜圖邊緣效應(yīng)嚴重、斑點拖尾,而有經(jīng)驗者制作的薄層色譜圖無邊緣效應(yīng)、斑點無拖尾現(xiàn)象。檢測人員應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗,以求得到較好的色譜圖。
展開劑如果各成分比例發(fā)生變化,會造成色譜斑點明顯減少,影響實驗結(jié)果。因此展開劑應(yīng)嚴格按照獸藥典檢測方法說明的比例進行配制,現(xiàn)用現(xiàn)配,不能重復(fù)使用。配制時按比例將各試劑放入三角瓶,充分混勻,備用。若需分層,則按藥典要求靜置,取所需的上層或下層使用。展開劑通常含有揮發(fā)性試劑,因此一般在通風櫥中操作。
展開劑選擇的依據(jù)是根據(jù)溶劑極性大小,極性小的化合物用極性小的展開劑,極性大的則相反。在實際工作中,展開劑通常有2 種或2 種以上的溶劑,目的是調(diào)整展開劑的極性,改善色譜分離效果。Rf 值的范圍應(yīng)在0.2~0.7。展開劑根據(jù)其極性大小可分為3 種,弱極性溶劑體系:主要是正己烷和水,甲醇、乙醇或乙酸乙酯來調(diào)節(jié)溶劑系統(tǒng)的極性,適用于生物堿、黃酮、萜類成分的分離;中等極性溶劑體系:主要是氯仿和水,甲醇、乙醇或乙酸乙酯等來調(diào)節(jié)極性,適用于蒽醌、香豆素和一些極性較大的木脂素和萜類成分的分離;強極性溶劑體系:主要是正丁醇和水,用甲醇、乙醇或乙酸乙酯等來調(diào)節(jié)極性,適用于極性很大的生物堿類成分的分離。
薄層色譜專用的展缸,常用的是直立式雙槽展缸。雙槽展缸使用方便,便于預(yù)平衡和濕度控制,節(jié)省展開劑。展開時展開劑液面需在點樣位置以下,展開劑使用前需充分混勻。展開后薄層板取出平放晾干,用鉛筆劃出展開劑前沿位置,距薄層板一端約2 cm。
展開缸應(yīng)適合薄層板的大小,配有嚴密的蓋子,底部平整光滑有雙槽。展開時應(yīng)在蓋子與展開缸連接處涂抹凡士林密封,防止展開劑逸出,影響展開效果。
展開前如需溶劑蒸氣預(yù)平衡,可在展開缸中加入適量的展開劑,密閉15~30 min,溶劑蒸氣預(yù)平衡后應(yīng)迅速放入載有供試品的薄層板,立即密閉,按照要求展開。
薄層板展開后,如果展開的化合物斑點本身有顏色,可以直接觀察,如果本身無色,可在紫外燈照射下觀察,看有無熒光斑點。如果以上方法都觀察不到斑點,則需要使用顯色劑使展開的斑點顯色。使用顯色劑的方法有噴霧法和浸漬法,噴霧法是最常用的方法。噴霧時將適當?shù)娘@色劑裝入噴霧瓶,先對著通風櫥試噴,待出霧成均勻細霧狀后再對展板噴霧,噴霧時噴霧瓶應(yīng)距展板有一定的距離。浸漬法是將展開后的薄層板垂直放入浸漬槽數(shù)秒鐘,浸漬槽為扁的玻璃槽,取出展板后擦干背面的展開劑,晾干。
顯色劑的選擇應(yīng)根據(jù)待檢化合物的性質(zhì)進行,如成分未知,選擇硫酸作顯色劑或鐵氰化鉀-三氯化鐵試劑。前者與化合物產(chǎn)生氧化還原反應(yīng),按氧化程度不同呈現(xiàn)不同的顏色或熒光;后者與化合物反應(yīng)呈現(xiàn)藍色。已知成分選擇顯色好的顯色劑,醛酮類用2,4-二硝基苯肼,黃酮類用三氯化鋁乙醇溶液,氨基糖類用對二甲氨基苯甲醛。中獸藥檢測嚴格按照獸藥典要求規(guī)范操作即可。應(yīng)注意含有硫酸的顯色劑,對薄層板噴霧時應(yīng)控制用量,因為硫酸易使薄層板發(fā)黑,影響顯色效果。噴霧時應(yīng)均勻細致,噴霧不均勻也會影響顯色。
檢測儀器主要是紫外光燈,分365 nm 的長波段和254 nm 的短波段。365 nm 波段主要用于觀察有熒光的色譜,254 nm 波段主要用于觀察硅膠GF254 板在熒光背景下的熒光淬滅暗色斑點[5]。
溫度影響有機溶劑的揮發(fā),Rf 值隨溫度升高而增大。溫度會影響展開劑中各種溶劑蒸汽的比例,從而影響展開效果。因此應(yīng)控制實驗室溫度,實驗記錄中準確記錄溫度。
濕度影響薄層板的吸附能力,從而影響分離效果。實驗記錄中也應(yīng)準確記錄空氣濕度。
薄層色譜技術(shù)一直被很多分析工作者所關(guān)注,并被用于多個領(lǐng)域。但由于儀器的自動化程度低、分辨率及重復(fù)性不理想等問題,薄層色譜技術(shù)在較長時間內(nèi)都停留在定性和半定量的水平上。直到1970 年代開始,薄層色譜向儀器化、高效化發(fā)展,逐漸形成了儀器化、現(xiàn)代化薄層色譜?,F(xiàn)今,隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,薄層色譜也出現(xiàn)了很多新的技術(shù)類型,除了普通薄層色譜,還有高效薄層色譜、棒狀薄層色譜(TLCFID)、加壓薄層色譜(OPLC)、離心薄層色譜(CTLC)、膠束薄層色譜(M-TLC)、包合薄層色譜(ICC)、二維薄層(2D TLC)、超薄層色譜(UTLC) 等;薄層色譜技術(shù)與其他定量技術(shù)聯(lián)用,有薄層-酸性染料比色法、薄層層析-紫外分光光度法、TLC-HPLC 法,可準確定性定量一些復(fù)方中獸藥中的某些成分。薄層色譜也與現(xiàn)代高科技的分析技術(shù)相結(jié)合,如薄層色譜-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用檢測、薄層色譜-拉曼光譜聯(lián)用檢測、薄層色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測、薄層色譜-核磁共振聯(lián)用檢測、薄層色譜-電化學(xué)方法聯(lián)用檢測等,使其成為一種更靈敏、高效的分離分析方法。應(yīng)用領(lǐng)域涉及農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品、橡膠工業(yè)、有機合成等,特別在醫(yī)藥領(lǐng)域中的藥物分析和中藥檢驗方面使用較多,今后,薄層色譜法仍將是經(jīng)濟、可靠、快速的重要分析方法之一[7]。
薄層色譜有很明顯的優(yōu)點,設(shè)備簡單、操作簡便、靈敏度高、專屬性強、適用性廣、成本相對低廉、可比性好、分離快速,可以快速給出可靠、準確的結(jié)果。薄層色譜也有其缺點,如儀器普及率低、設(shè)備不簡單、結(jié)果重復(fù)性和穩(wěn)定性差、鑒別速度較慢、展開劑毒性較大。容易受到薄層板質(zhì)量、顯色劑用量、加熱條件、溫濕度等外界因素和操作人員熟練程度的影響,實驗結(jié)果易產(chǎn)生誤差。我們對這些影響因素,應(yīng)采取有效的解決方案,以確保檢驗結(jié)果的準確性和流程規(guī)范性。因此,薄層色譜技術(shù)在中獸藥檢測中的應(yīng)用研究還需進一步加強。