《Pharmaceuticals》：Combined Thermal and Colorimetric Analysis as a Tool for Detecting Counterfeit Viagra? Tablets
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本文通过热重分析（TG/DTG/c-DTA）与色度学（CIE Lab*）联用，对暗网来源的假冒Viagra?进行快速鉴别。研究发现，多数非法样品在热稳定性、辅料组成及外观颜色上均与正品存在显著差异，证实了该联合方法在打击假药流通、保障公共健康方面的有效性与应用潜力。
1. 引言
药物造假已成为全球公共卫生最严重的威胁之一。随着暗网（Darknet）等非法交易渠道的兴起，未经监管的药品流通日益猖獗。其中，用于治疗勃起功能障碍的西地那非（Sildenafil）制剂因其高需求、易分销及购买时的社会污名化，成为造假者的主要目标。世界卫生组织（WHO）和欧洲药品管理局（EMA）的研究表明，暗网等渠道销售的此类制剂中，相当一部分不含标示量的活性成分，或含有未知药理活性的化学物质，对消费者健康构成严重威胁。
传统的药物质量控制方法，如高效液相色谱（HPLC）和质谱联用（LC-MS/MS），虽然精确但耗时且成本高昂。因此，开发快速、精确且便携的分析方法对于可靠识别假冒药品至关重要。近年来，热分析技术，如热重分析（TGA）、差热分析（DTA）和差示扫描量热法（DSC），在药物真实性研究中日益重要。这些方法通过测量样品质量或热流随温度的变化，能够确定活性药物成分（API）和辅料的热稳定性、熔点和分解点，具有样品需求量少、分析速度快、灵敏度高等优点。
色度学分析作为一种快速筛选的补充工具，能够客观量化视觉感知。国际照明委员会（CIE）Lab系统提供了一个标准化的三维模型，其中L代表亮度，a代表红绿轴位置，b代表蓝黄轴位置。通过计算可疑样品与参考标准之间的总色差（ΔE*），可以检测肉眼难以察觉的片剂包衣和色素差异。
鉴于假药质量的不断提高，单一的分析方法已显不足。因此，本研究旨在结合热学方法（TG, DTG, c-DTA）和色度学方法（CIE Lab*系统），对正品Viagra?与暗网来源的西地那非制剂进行对比分析，以评估其在成分和外观上的相似性与差异性。
2. 结果与讨论
2.1. 热分析
2.1.1. 热重分析（TG）
热重分析用于确定样品发生热分解的温度。纯西地那非柠檬酸盐的分解过程始于约197°C，持续至约229°C，总质量损失高达77%，表明在此温度下活性物质完全分解，不含稳定剂或辅料。而正品Viagra?片剂则表现出不同的行为，分解开始得更早（约189°C），且持续至369°C，降解范围更宽，总质量损失更小（约49%），这是含有稳定材料辅料的复合药物制剂的典型特征。
暗网来源的样品表现出高度可变的行为。V1和V2与正品最为相似，分解起始温度在189-191°C之间，结束温度在354-369°C之间，但其总质量损失较高（约60-65%），表明稳定物质含量较低或挥发性成分比例较高。其余样品（V3至V8）的总质量损失显著较低（27%至41%），且温度范围不一致，表明其化学组成不均一，可能含有大量耐热填料（如淀粉、乳糖、纤维素）或西地那非含量较低。其中，V8样品最为独特，其分解起始温度高达约313°C，远高于其他样品，表明该样品可能含有不同的活性成分或化学形式不同的西地那非。
2.1.2. 热重一阶导数分析（DTG）
DTG分析显示了质量损失速率随温度的变化，有助于更详细地识别各个降解阶段。纯西地那非柠檬酸盐可区分出三个特征阶段：约54°C（水分损失）、约202°C（化学结构分解开始）和约320°C（最终分子分解）。正品Viagra?则表现出四个降解阶段，分别在约60°C、195°C、320°C和356°C出现峰值，这是复杂药物配方的典型特征。其中，356.6°C处的额外峰可归因于片剂配方中辅料的分解，特别是微晶纤维素（分解峰约359°C）和硬脂酸镁（分解峰371.8°C）的贡献。
暗网样品中，V1和V2的DTG谱图与正品Viagra?非常相似，但峰强度较低，表明西地那非含量较低或部分稀释。V3至V8样品则显示出更复杂的降解模式，在较低温度（120-130°C）出现了正品Viagra?中不存在的额外分解阶段，表明存在其他有机成分，如廉价的填料或糖类。V8样品的谱图则截然不同，其第一个分解阶段出现在310°C，与任何合法的西地那非配方都不对应。
2.1.3. 差热分析（c-DTA）
c-DTA用于观察反应过程中的热效应。纯西地那非柠檬酸盐表现出三个明显的热效应：约195-202°C的吸热效应（熔化）、约224°C的放热效应（化学分解开始）以及331-355°C之间的放热效应（最终分子分解）。正品Viagra?显示出非常相似的热谱图，但热效应面积较小，且第三个峰向更高温度偏移，这与微晶纤维素在较高温度下分解的特性相符。
暗网样品的多样性更为显著。V1和V2与正品Viagra?的热谱图相似，但在265-300°C范围内出现了额外的放热峰，表明存在其他发生燃烧或分解的有机物质。V3至V7样品在约110-130°C处出现了强烈的吸热效应，这是正品Viagra?中所没有的，表明存在熔点较低的填料或成分，如糖类。V9样品的热谱图非常简化，热效应出现在完全不同的温度范围内，表明其成分与其他样品根本不同，西地那非含量可能微乎其微。
2.2. 色度学分析
片剂的颜色不仅是美观问题，也是质量、生产控制和真实性的重要指标。正品Viagra?具有特征性的浅蓝绿色调，这是制造商辉瑞（Pfizer）严格控制的着色工艺和特定色素使用的结果。
暗网样品与正品相比，颜色差异显著。V1样品与正品几乎无法区分，亮度和色调都非常相似，表明生产者试图密切复制原始颜色以增强产品可信度。V2样品则与正品毫无相似之处，其颜色为深色、哑光、暖棕色米色，完全缺乏特征性的蓝色调，强烈表明其与原始产品无关。V3样品与正品相似但略暗且色调偏冷，V4样品颜色几乎相同但略显暗淡，V5样品颜色明显更亮、更鲜艳，V6样品与正品几乎无法区分，V7样品颜色深、饱和度高，呈海军蓝或紫蓝色，与正品的柔和蓝绿色完全不同，V8样品与正品非常相似，但色调略显偏绿和偏冷。
2.3. 研究局限性与未来计划
尽管联合热分析和色度学分析在区分正品与假冒Viagra?片剂方面被证明是有效的，但本研究存在一定的局限性，主要与相对较小的样本量以及检测到的非标准辅料缺乏完整的化学鉴定有关。未来的研究将侧重于扩大数据集，纳入来自不同非法分销渠道的更多伪造样品，并整合固态核磁共振（ssNMR）光谱等先进技术，以生成片剂基质的详细分子指纹图谱。此外，还将探索观察到的热不稳定性与片剂成分对特定化学染色试剂反应性之间的相关性，旨在开发快速、低成本的现场测试方法。
3. 材料与方法
3.1. 测试样品
研究使用了纯西地那非柠檬酸盐、从合法来源（有执照的药房）获得的正品Viagra? 100 mg片剂（V0），以及从非法来源（网上购买）获得的类似Viagra?制剂的片剂样品（V1-V8）。所有材料均按照药品和化学废物销毁的标准操作程序进行处置。
3.2. 热分析（TGA, c-DTA）
样品制备：将正品Viagra? 100 mg片剂（V0）和网上购买的制剂（V1-V8）去除包衣层，研磨成均匀粉末。参考样品为纯度>99.8%的西地那非柠檬酸盐粉末。
测量装置：使用TG 209 F3 Tarsus热重分析仪（Netzsch）进行测量。测量参数：温度范围35°C至600°C，加热速率10 K/min，氮气（N2）气氛，流速40 mL/min，样品质量10 mg，使用氧化铝（Al2O3）坩埚。
分析程序：每个样品在相同条件下重复测量三次（n=3）。使用Proteus 8.0软件生成并分析TG、DTG和c-DTA曲线。
3.3. 色度学分析
样品制备：参考样品和非法来源的制剂均保持完整状态，分析其外部有色包衣层。
设备与测量条件：使用NH310反射式色度计（3nh）进行测量。测量几何条件为d/8°（积分球），使用标准白色校准板进行仪器校准，孔径直径8 mm。每个测量在片剂表面的不同点重复六次，然后计算L、a和b*参数的算术平均值。
分析的颜色参数：颜色在3D CIE Lab颜色空间中描述。基于a和b值计算色度（C）和色调角（h°）。使用公式计算测试样品与原始样品之间的色差（ΔE*）。
数据处理与统计分析：使用Statistica 13.0软件对结果进行统计分析。应用单因素方差分析（p < 0.05）评估原始样品和测试样品L、a和b*值之间差异的显著性。
4. 结论
打击药物造假现象，特别是暗网上销售的西地那非制剂，需要整合立法、教育和技术措施的全面方法。开发快速、自动化的分析方法，包括热重分析和色度学，是公共卫生保护战略的关键组成部分。所有应用的热学方法（TG、DTG和c-DTA）分析表明，正品Viagra?表现出更高的热稳定性，这归因于存在增强药物稳定性的辅料。
在网上购买的样品中，V1和V2显示出与正品Viagra?最相似的热谱图，可以认为它们含有正确化学形式的西地那非，尽管不一定是全治疗剂量。V3至V7样品在成分上与参考产品有显著差异，含有各种伴随物质，西地那非含量较低，其热特性表明质量差或制造过程不受控制。V8样品完全偏离了参考标准，其热学性质表明缺乏真实的活性成分或被另一种未识别的化合物替代。
色度学分析同样表明，只有少数暗网样品（V1、V3、V4、V6、V8）在视觉上与正品Viagra?相似。大多数网上获得的样品表现出显著的颜色变异性，证实了缺乏质量控制和配方一致性。V2和V7样品中观察到的巨大差异表明，一些来自非法来源的“Viagra”片剂可能根本不含有真正的活性物质，而是随机成分的混合物。
基于获得的结果，我们建议使用联合方法区分正品Viagra?片剂的标准参数为：相对于参考品的色差ΔE* < 1.5；TG分析中总质量损失在48-50%的狭窄范围内；以及DTG分解峰出现在约356°C。不符合这些同时标准的样品（例如V2-V8）应被归类为潜在的假冒产品。
