色素在药品中使用的监管及检测方法*

孙健，胡青，冯睿，于泓，张静娴，毛秀红，季申

(上海市食品药品检验研究院，国家药品监督管理局中药质量控制重点实验室，上海 201203)

色素被广泛用于药品行业，可作为辅料着色剂用于化学药品或中成药的包衣和胶囊壳，起到易于辨识、增加药品稳定性、提高患者顺应性等作用；但也存在中药材及饮片染色，以掩盖中药材低劣质量等违法行为。任何非法添加、超量、超范围使用色素都可能对用药安全造成影响。

1 色素概述

1.1分类 按化学成分，色素可分为无机色素和有机色素。无机色素有白垩、赭石、二氧化钛、铬黄、群青、氧化铁红、铝粉等品种；有机色素按来源分为天然色素(胡萝卜素、胭脂红、叶绿素、叶黄素、蒽醌、靛蓝等)和合成色素[1]。

合成色素是目前应用最广泛的一类色素。按化学结构细分[1-2]，可分为：①偶氮类，分子中含有偶氮基团，是种类最为庞大的类别，常见的食品黄4(柠檬黄)、酸性橙7(金橙Ⅱ)、食品红3(偶氮玉红)、食品红17(诱惑红)、酸性红73、食品黄3(日落黄)、食品红7(胭脂红)、食品红9(苋菜红)、酸性黄36、溶剂黄14(苏丹红1)、溶剂橙7(苏丹红2)、溶剂红23(苏丹红3)、溶剂红24(苏丹红4)均为此类；②三芳基甲烷类，碱性紫2(新品红)、食品蓝2(亮蓝)、碱性绿4(孔雀石绿)等为此类色素；③氧杂蒽类，食品红14(赤藓红)为此类色素；④喹酞酮类，食品黄13(喹啉黄)为此类色素；⑤酞菁类，是一类具有18电子的芳香共轭金属配合物。

根据溶解性，又可将合成色素分为脂溶性色素和水溶性色素。脂溶性色素毒性较大，现已基本不允许在食品药品中使用。为提高水溶性色素稳定性，避免迁移，将水溶性色素沉淀在氧化铝上形成铝色淀。铝色淀既不溶于水，也不溶于有机溶剂。目前允许在食品药品中使用的基本都是水溶性色素或其铝色淀。

然而，合成色素的超范围超量使用受到广泛诟病。大多数合成色素使用的原料、合成中间体和产物，在体内经代谢可能生产β-萘酚、α-氨基-1-萘酚等具强致癌性物质；而种类最多的偶氮类色素，在人体偶氮还原酶作用下可能分解产生芳香胺类化合物，同样存在致突变、致癌可能[3]。考虑到合成色素的广泛使用及安全风险，本文综述的监管及检测方法以合成色素为主。

1.2编号及命名系统 目前，色素商品名同物异名或异物同名现象较普遍。英国染色家协会和美国纺织化学家与染色家协会共同主编出版的《染料索引》(Color Index，CI)对色素采用统一命名和编号，包括应用类属名称和结构编号[1]。如日落黄，应用类属名称为CIFood Yellow 3，结构编号为CI15985。通过CI可方便地查询到色素结构式、制备途径、性质、化学命名和发明人或专利等信息。该系统已被大多数国家接受。

另外，常见编号系统还有欧盟食品添加剂编号(EU No)，美国食品、药品和化妆品法案编号(FD&C No)等[4]。

我国药品领域未明确规定使用何种编号及命名系统。部分色素名称易导致歧义，如胭脂红可为天然色素胭脂虫红，亦可为合成色素食品红7；易造成管理不便，如药品补充检验方法2009001中苋菜红，即为GB/T 37545-2019中的食品红9。因此，有必要统一规范，本文中色素名称格式为CI索引通用名(其他常用名)。

2 国内外药品中使用色素的监管情况

国内外药用色素监管政策均在食用色素监管政策基础调整而成。我国《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)[5]规定了色素在食品中的允许使用品种、使用范围以及最大使用量或残留量。该规定共涉及色素67种，包括11种合成色素：赤藓红、靛蓝、亮蓝、柠檬黄、日落黄、苋菜红、新红、胭脂红、诱惑红及其铝色淀、喹啉黄、酸性红(偶氮玉红)；2种无机色素和54种天然色素。另外，我国《化妆品安全技术规范2015年版》[6]规定了化妆品中色素的准用品种，共计157种。

2.1我国监管情况 中药材及饮片染色的目的，多为将劣质药材及饮片或伪品进行染色处理，以掩盖其真实质量。2013年国家原食品药品监督管理总局联合八部门发布的《关于进一步加强中药材管理的通知》(食药监[2013] 208号)规定，严厉打击产地初加工中药材过程中掺杂使假、染色增重、污染霉变、非法提取等违法违规行为。经过几年的严格监管，中药染色情况已大为好转，但仍时有发生。2019年全国抽检仍发现一些非法染色品种，如西红花、青黛、蒲黄、延胡索、黄柏、石斛、朱砂、黄连、五味子、红花、丹参等[7]。

色素在化学药品或中成药中主要作为辅料使用，生产药品所用的辅料必须符合药用要求。2015年国务院发布的《关于改革药品医疗器械审评审批制度的意见》，要求实行药品与药用辅料关联审评，将药用辅料单独审批改为在审评审批药品注册申请时一并审评审批。已在批准上市的药品中长期使用，且用于局部经皮或口服途径风险较低的辅料执行相关行业标准，不纳入关联审评。但目前未有相关法规规定色素作为辅料在药品中的允许使用品种及最大使用量。

2.2国外监管情况 在国外，色素在药品中均作为辅料着色剂使用。

美国《联邦法规21章》(Code of Federal Regulations Title 21，CFR 21)对可供药用的色素做了明确要求，规定了种类及其理化性质、杂质限量、使用限制以及申报方法、安全评估方法等，并对注射剂、眼用制剂和手术缝线等做了严格限定。美国将色素分为两类管理，一类为无需许可的，均为天然色素和无机色素，共计30种；一类须经美国食品药品管理局(FDA)许可使用，以合成色素为主，共计36种(表1)。

表1 美国允许使用的药用辅料色素种类

欧盟在食品着色剂法规94/36/EC基础上，陆续对一些色素在医药品中使用的适应性和安全性方面意见进行修订，并于Directive 2009/35/EC中将修订情况进行汇总说明，欧盟规定可在药品中使用的色素共39种[8]。日本厚生省对医药品中可使用的合成色素做了明确规定(厚生省令第三十号)，共允许使用色素89种，并对非外用制剂、外用制剂和不用于黏膜的外用制剂做了分级管理。

美国、欧盟和日本允许用于口服制剂或未作明确限制的合成色素品种见表2。如无特殊说明，这些色素的铝色淀也被允许使用。

表2 美国、欧盟、日本允许用于口服制剂或未作明确限制的色素品种

3 国内外检测标准情况

在我国，与色素有关的药品标准主要为中药中非法染色检测方法，主要包括《中华人民共和国药典》2015年版通则<9303>色素测定法指导原则、国家药品监督管理局药品检验补充检验方法和检验项目批准件、地方标准三类标准。

(1)《中华人民共和国药典》2015年版通则<9303>色素测定法指导原则：由笔者所在团队起草制定，首次在《中华人民共和国药典》中引入了27种色素定性定量方法，检测方法包括薄层色谱法、液相色谱法、液质联用法。从指导原则构架上，包括化学药品、辅料、中药等。主要以中药基质为例，根据化学特性对色素进行分组，采取不同的前处理方法和检测条件，建立多色素广谱筛查法。

(2)国家药品监督管理局药品检验补充检验方法和检验项目批准件：主要针对市场上存在的中药材和中药饮片非法染色行为，以及由原料药材带入中成药的情况，涉及17种中药材及饮片、26种中成药中的16种色素(表3)。检测方法多采用薄层色谱筛选，以液相色谱验证，必要时采用液质联用验证，但未提供明确液质确证方法。

表3 国家药品补充检验方法和检验项目批准件检测的色素种类

(3)地方标准：以《上海市中药饮片炮制规范》2018年版为代表，收载了71种色素测定法，由笔者所在团队起草。主要采用液相三重四极杆质谱技术、液相串联高分辨飞行时间质谱技术建立了71种色素分组的定性、定量检测方法，是目前测定色素种类最多、方法最灵敏、准确的标准。

作为辅料使用的色素收载于《中华人民共和国药典》2015年版四部的有红氧化铁、棕氧化铁、紫氧化铁、黑氧化铁、焦糖、二氧化钛等少数天然或无机色素，检测项目包括性状、鉴别、检查(重金属和有关物质等)和含量测定等项。20世纪90年代，国家原医药管理局陆续发布了柠檬黄、胭脂红、日落黄、亮蓝、苋菜红等药用辅料行业标准。

《美国药典》《欧洲药典》《日本药局方》同样仅收载了极少数无机或天然色素。另外，日本厚生省发布了《医药品添加物规格》作为《日本药局方》收载品种的补充。目前，国外尚无关于多色素筛查及定量测定的法定标准方法。

4 多色素检测方法研究进展

4.1食品中多色素检测方法 文献报道的色素检测方法主要集中于食品领域。前处理方法包括提取和净化两个步骤：水溶性色素采用水[9-11]或水溶液[12]提取，脂溶性色素采用乙酸乙酯[11]、甲醇、乙腈[13]等有机溶剂提取；提取液不净化，或采用聚酰胺[14]、C18[13]等通用性较强的固相萃取，或采用操作较简便的QuECh-ERS方法[15]，或针对色素的酸碱性采用专属性强的离子交换固相萃取[12，16]，也有采用特殊的磁性固相萃取方式[17]以提高富集样品中的痕量色素。

检测方法主要有高效液相色谱法和液质联用法。因色素在可见光区有较强的吸收，多采用高效液相色谱-紫外检测(HPLC-UV)法检测。当检测色素种类较多时，为达到更好的分离和选择性，多采用高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(high performance liquid chromatography combined with quadrupole time-of-fight tandem mass spectrometry，HPLC-QTOF)快速筛查[18]或高效液相色谱串联质谱(high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry，HPLC-MS/MS)定量测定[13-15]，检测色素种类最高可达102种[18]。

4.2中药材及饮片中多色素检测方法 中药材及中药饮片禁止非法染色，因此需要建立高通量方法筛查中药材中可能非法添加的合成色素。前处理与食品基质类似，采用乙腈[19]等溶剂提取脂溶性色素；采用水或水溶液提取水溶性色素[19-21]，再采用聚酰胺固相萃取净化提取液，以酸性溶剂洗脱碱性色素，以碱性溶剂洗脱酸性色素[19，21]；也可针对性采用弱阴离子固相萃取酸性色素，采用弱阳离子固相萃取碱性色素[22]，可得到更加专属的净化效果。

色素在中药材中为禁用物质，采用薄层色谱法[22]可快速获得筛查结果，也可采用高效液相色谱法[21]或液质联用法[19，22-23]获得更准确的定性定量结果。

4.3特殊基质和特殊色素的检测 胶囊壳多以明胶为基质，加入着色剂等辅料制成，不易粉碎。如以溶剂直接提取，无法提取完全，因此需要使用热水先将胶囊壳溶散[24-25]，再进一步提取、净化、测定。

铝色淀是水溶性色素和铝的络合物，既不溶于水，也不溶于有机溶剂。pH值在3.5～9.5时，铝色淀相对稳定，因此需要将pH值调节至这个范围以外方可将色素游离出来。可根据待测色素的性质及稳定性，针对性采用酸性溶液(如 0.1%甲酸[26]、5%硫酸[27])或碱性溶液(如乙醇-2%氨水-水[28])将色素游离，再进行净化和检测。

色素在药品行业的使用不可或缺。但也因合成色素的安全风险、中药非法染色等原因而受到诟病。目前，与其他主要国家相比，我国对色素在药品中的使用监管政策尚不完善，检测方法研究也集中于打击中药非法染色。建议国家尽快制定药用色素准入品种及最大使用限度规定，规范色素合规使用，使群众不必闻色素而色变，保障用药安全。