表面增强拉曼光谱法快速筛查化妆品中非法添加的利多卡因和辛可卡因
时间：2023-06-26 11:10:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
方 方,张苗苗,张再平,夏婧竹,冯有龙,曹 玲*
(1.江苏省食品药品监督检验研究院，南京 210019; 2.南京简智仪器设备有限公司，南京 210049)
局部麻醉药是一类能在用药部位可逆性阻断感觉神经冲动发生与传递的药品[1]，可在保持意识清醒时引起可逆的局部组织痛觉消失。利多卡因和辛可卡因是目前临床上应用较广的两种局部麻醉药，具有起效快、作用强、药效久等特点，其中利多卡因更是有全能麻醉药之称。《化妆品安全技术规范》(2015年版)规定禁止在化妆品中添加麻醉药。但是，很多祛皱抗衰老、局部修复的化妆品存在非法添加局部麻醉药的现象，这些药物会使皮肤细胞在短时间内失去活性，面部皮肤、肌肉暂时麻痹和僵硬，皮肤看起来光滑很多。消费者如果长期或大量使用含有这些成分的化妆品，可能会产生皮肤过敏、心率加快等不良反应，严重时会造成呼吸、心跳骤停，出现生命危险。
目前，局部麻醉药的检测方法主要有液相色谱法[2-4]、气相色谱法[5]、液相色谱-质谱法[6-8]等，这些方法虽然具有较高的灵敏度和准确度，但是分析时间长、效率低、仪器昂贵且对操作人员的专业能力要求较高，不利于现场快速检测，无法全面满足化妆品监管需求。因此，有必要建立一种化妆品中局部麻醉药的快速筛查方法。
表面增强拉曼光谱法(SERS)作为目前发展较快的一种分析技术，弥补了传统拉曼光谱信号弱的短板，具有快速、高效、准确的特点，广泛应用于食品违禁添加剂[9-11]、残留农兽药[12-14]、保健食品非法添加剂[15-16]、化妆品安全风险物质[17-18]等的检测，但尚未见SERS在化妆品中局部麻醉药检测中的相关应用。鉴于此，本工作提出了SERS快速筛查化妆品中利多卡因和辛可卡因的方法，以期为监管部门打击化妆品中非法添加局部麻醉药提供一定的技术支撑。
1.1 仪器与试剂
SSR-3000型便携式拉曼光谱仪;DM0412S 型离心机;MIX-30型涡旋混匀器;JC-CS200型超声波清洗器。
单标准储备溶液:1 000 mg·L－1，取利多卡因、辛可卡因标准品各0.01 g(精确至0.000 1 g)，用甲醇溶液后置于2个10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，摇匀备用。使用时，用水稀释至所需质量浓度。
混合标准溶液系列:用水将单标准储备溶液逐级稀释 成0.05，0.10，0.50，1.00，10.00，100.00 mg·L－1混合标准溶液系列。
增强剂助剂:取适量氯化钠，用水溶解并稀释，配制成1 mol·L－1氯化钠溶液。
饱和氯化钠溶液:在20 mL 水中缓慢加入氯化钠，不断搅拌至氯化钠固体不再溶解为止。
0.1 mol·L－1盐酸溶液:取盐酸8.33 mL 至100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。
加标样品:依次向固体乳膏、润肤水、凝胶状精华等[参考《化妆品安全技术规范》(2015年版)进行检验，均未检出利多卡因和辛可卡因]3 种基质中同时加入利多卡因和辛可卡因标准储备溶液，其中固体乳膏基质中利多卡因和辛可卡因的加标量均为2，5，10，20 mg·kg－1，润肤水基质中利多卡因和辛可卡因的加标量均为5 mg·kg－1，凝胶状基质中利多卡因和辛可卡因的加标量均为5 mg·kg－1。
利多卡因标准品的纯度为99.8%，辛可卡因标准品的纯度为98.41%;甲醇、乙腈、正己烷、氯化钠、盐酸等试剂均为分析纯;试验用水为超纯水。
1.2 仪器工作条件
激光波长785 nm;激光功率450 m W;扫描范围250～2 800 cm－1;积分时间10 s。
1.3 试验方法
取样品约0.5 g于5 mL离心管中，加入饱和氯化钠溶液0.5 mL，涡旋1 min。加入正己烷3 mL，超声提取3 min，以4 000 r·min－1转速离心30 s。取上清液2 mL，加 入0.1 mol·L－1盐酸溶 液0.5 mL，振 荡30 s，以4 000 r·min－1转速离 心15 s，取下层提取液作待测液。取纳米金溶胶150μL，加入待测液50μL以及1 mol·L－1氯化钠溶液50μL，振荡10 s后上机检测。
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2.1 SERS特征峰组的选择
利多卡因和辛可卡因标准品的普通拉曼光谱图以及1.00 mg·L－1单标准溶液、空白溶液(纯水)的SERS图见图1。
图1 利多卡因和辛可卡因的拉曼光谱图Fig.1 Raman spectrograms of lidocaine and cinchocaine
由图1(a)可知:利多卡因标准溶液大部分谱峰和标准品的基本一致，仅1 296 cm－1处的谱峰发生微小偏移，推测利多卡因与增强剂发生了化学吸附;利多卡因505，670，1 081，1 254 cm－1处谱峰的增强效果较 佳，539，792，1 526，1 578 cm－1处的次 之，1 296 cm－1处的较弱，几乎难以识别;空白溶液1 526，1 578cm－1处的谱峰信号微弱，干扰较小。综合考虑，试验选择505，670，1 081，1 254 cm－1处的谱峰作为利多卡因的SERS特征峰组。由图1(b)可知:辛可卡因标准溶液在509，774，1 018，1 379，1 599 cm－1处有拉曼特征峰，和标准品的基本一致;空白溶液1 024 cm－1处的谱峰信号较强，会对1 018 cm－1处的特征峰产生一定干扰。综合考虑，试验选择辛可卡因的SERS特征峰组为509，774，1 379，1 599 cm－1。
将1.00 mg·L－1的利多卡因、辛可卡因标准溶液与同浓度的阿米卡因、丁卡因、普鲁卡因、丙胺卡因等4种同类局部麻醉药的标准溶液的SERS图进行比对，结果见图2。
图2 4种同类局部麻醉药、利多卡因和辛可卡因的SERS图Fig.2 SERS spectrograms of the 4 similar local anesthetics，lidocaine and cinchocaine
由图2可知，4种同类局部麻醉药的谱峰与利多卡因、辛可卡因的特征峰有少部分重合，但整体谱峰位置、峰形及拉曼信号强度与利多卡因、辛可卡因的差异较大，说明所选的SERS特征峰组特异性好，可用于定性筛查。
2.2 样品处理方法的选择
参照商检行业标准SN/T 4147－2015《进出口化妆品中利多卡因、丁卡因、辛可卡因的测定 液相色谱-质谱/质谱法》[19]，取样品约1.0 g于50 mL离心管中，加入甲醇20 mL，涡旋30 s，超声提取20 min，以10 000 r·min－1转速离心5 min，取上层提取液作待测液，按照1.3节方法进行测试，此为方法1;取样品约0.5 g于5 mL离心管中，加入饱和氯化钠溶液3 mL，涡旋1 min，加入乙腈1 mL，超声提取3 min，以4 000 r·min－1转速离心30 s，取上层提取液作待测液，按照1.3节方法进行测试，此为方法2。分别采用本方法和方法1，2分析固体乳膏加标样品(加标量20 mg·kg－1)，结果见图3。
由图3可知:方法1所得SERS图中未见利多卡因和辛可卡因的特征峰;方法2 和本方法所得SERS图中有明显的利多卡因和辛可卡因的拉曼信号，但是在方法2所得SERS图中仅能够识别部分特征峰，利多卡因的1 081 cm－1和1 254 cm－1处的特征峰以及辛可卡因的1 599 cm－1处的特征峰均无法识别，而本方法能够观察到所选的全部特征峰组。因此，试验选择采用本方法处理样品。
图3 不同方法处理固体乳膏加标样品所得的SERS图Fig.3 SERS spectrograms of the solid cream spiked samples pretreated by different methods
2.3 增强剂助剂及其用量的选择
卤素离子(Cl－1、Br－1、I－1)可以与金、银溶胶形成络合物，从而有效提升纳米溶胶的表面拉曼增强效果[20-21]。试验比较了分别以1 mol·L－1氯化钠、溴化钠和碘化钠溶液作为增强剂助剂时固体乳膏加标样品(加标量20 mg·kg－1)的SERS图，结果见图4。
图4 选用不同类型增强剂助剂时固体乳膏加标样品的SERS图Fig.4 SERS spectrograms of the solid cream spiked samples with different reinforcer sauxiliaries
由图4可知，卤素离子的表面拉曼增强效果大小顺序依次是Cl－1、Br－1、I－1，因此试验选择的增强剂助剂为1 mol·L－1氯化钠溶液。
进一步比较了1 mol·L－1氯化钠溶液的用量分别为20，50，100μL时固体乳膏加标样品(加标量20 mg·kg－1)的SERS图，结果见图5。
由图5可知，1 mol·L－1氯化钠溶液的用量变化对利多卡因表面拉曼增强效果影响不大，但对辛可卡因有一定的影响，其中1 379，1 599 cm－1处特征峰的拉曼信号随着用量的增加先增强后减弱。综合考虑，试验选择的1 mol·L－1氯化钠溶液的用量为50μL。
图5 不同用量氯化钠溶液下固体乳膏加标样品的SERS图Fig.5 SERS spectrograms of the solid cream spiked samples with different amounts of NaCl solution
2.4 检出限
按照试验方法测定混合标准溶液系列，当仪器对特征峰识别率不大于50%时，判定检测结果为阴性。结果显示:利多卡因和辛可卡因特征峰的拉曼信号随着混合标准溶液的质量浓度的增加而增强;当混合标准溶液的质量浓度为0.05 mg·L－1时，不能有效识别利多卡因505，670 cm－1处和辛可卡因509，774 cm－1处的特征峰;当混合标准溶液的质量浓度为0.10 mg·L－1时，可有效识别利多卡因和辛可卡因4个特征峰。因此，试验确定利多卡因和辛可卡因的仪器检出限为0.10 mg·L－1。
为确定方法检出限，按照试验方法分析不同加标量的固体乳膏样品，结果见图6。
图6 不同加标量的固体乳膏样品的SERS图Fig.6 SERS spectrograms of the solid cream samples with different adding amounts of standard materials
结果显示:固体乳膏空白基质对利多卡因和辛可卡因的检测无干扰;固体乳膏样品中利多卡因和辛可卡因的拉曼信号随着加标量的增加而增强，当加标量为5 mg·kg－1时，2种局部麻醉药的特征峰均可明显识别出，但当加标量降至2 mg·kg－1时，无法识别出除主峰(利多卡因1 254 cm－1，辛可卡因1 379 cm－1)以外的其他特征峰，特征峰识别率小于50%，故将利多卡因和辛可卡因的方法检出限确定为5 mg·kg－1。和同浓度水平的混合标准溶液相比，固体乳膏样品SERS基线更复杂，拉曼信号明显减弱，这是由于化妆品基质复杂，其中防腐剂、保湿剂等添加剂较多，对试验结果干扰较大。
2.5 方法普适性
为检验该方法的普适性，按照试验方法分析润肤水和凝胶状精华加标样品，结果见图7。
图7 润肤水和凝胶状精华空白基质和加标样品的SERS图Fig.7 SERS spectrograms of the blank matrices and spiked samples of lotion and gel essence
由图7可知，润肤水和凝胶状精华加标样品中利多卡因和辛可卡因的特征峰清晰可见，并且空白基质不干扰这两种药物的检测，说明本方法普适性较好。
本工作以纳米金溶胶作增强剂，以0.1 mol·L－1氯化钠溶液作增强剂助剂，采用SERS 定性筛查固体乳膏、润肤水和凝胶状精华等化妆品中的利多卡因和辛可卡因，该方法具有检测时间短、操作简单、普适性强、检出限低等优点，对化妆品中非法添加局部麻醉药的快速检测具有一定的指导意义。
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