快速现场检测药用糖浆中二甘醇和乙二醇污染的低成本新技术研发与应用

《Scientific Reports》：Rapid screening of ethylene glycol and diethylene glycol in raw materials and medicinal syrups using low-cost field deployable assays

本刊推荐：为解决药用糖浆中二甘醇(DEG)和乙二醇(EG)污染导致的儿童死亡事件，牛津大学团队开展了低成本现场检测技术研究。研究人员创新性改造酒精检测试纸（1美元/条）和一次性呼气分析仪（1美元/个），可在2分钟内识别0.5-2% m/m的EG污染，10秒内区分DEG与其他醇类。该研究为资源有限地区提供了无需实验室的快速筛查方案，对保障全球药品安全具有重要意义。

　　

近年来，全球范围内接连发生令人痛心的儿童集体中毒事件——印度24名儿童因服用污染止咳糖浆死亡、印度尼西亚199名儿童因急性肾损伤夭折、冈比亚70名幼儿不幸罹难。究其根源，竟是药用糖浆中被掺入了工业溶剂二甘醇(Diethylene Glycol, DEG)和乙二醇(Ethylene Glycol, EG)。这些本应用于防冻液和刹车液的毒性物质，通过假冒伪劣的药用辅料流入制药供应链，在人体内代谢产生羟基乙氧基乙酸(2-hydroxyethoxyacetic acid, HEAA)、乙醇酸(glycolic acid)等毒性代谢物，最终导致肾衰竭和死亡。

面对这场持续蔓延的公共卫生危机，传统检测方法显得力不从心。气相色谱(Gas Chromatography, GC)法虽精确但成本高昂、操作复杂，在低收入和中等收入国家(Low- and Middle-Income Countries, LMICs)难以普及；薄层色谱(Thin-Layer Chromatography, TLC)法虽成本较低但仍需专业训练和有毒试剂。如何在没有先进实验室的条件下实现快速筛查，成为阻断悲剧重演的关键难题。

牛津大学研究团队独辟蹊径，从人体代谢机制中寻找解决方案。由于EG在体内可通过酒精脱氢酶(Alcohol Dehydrogenase)和乙醛脱氢酶(Aldehyde Dehydrogenase)转化为乙醇酸，团队创新性地将乙醇酸氧化酶(Glycolate Oxidase)检测系统与便携式检测技术结合，开发出三种突破性检测方案。

关键技术方法包括：1）酶联检测法：利用酒精脱氢酶/乙醛脱氢酶组合检测NADH在340 nm吸光度变化，结合乙醇酸氧化酶荧光检测技术；2）试纸法：改造市售唾液/母乳酒精检测试纸（含酒精氧化酶），通过显色反应识别EG；3）呼气分析仪法：利用一次性酒精检测仪中氧化剂的反应速率差异，10秒内区分DEG/EG与其他醇类。研究样本涵盖从英国、美国和印尼药店购买的11种药用糖浆及药用级辅料。

确定原材料中EG的酶测定法

通过酒精脱氢酶和乙醛脱氢酶组合检测，5% EG在水溶液中的NADH生成速率显著高于甘油、PG和DEG（p<0.0001）。加入乙醇酸氧化酶检测系统后，EG检测特异性大幅提升，荧光检测灵敏度达1% m/m，且可通过肉眼观察粉红色显色进行判读。

确定药用糖浆中EG的酶测定法

在儿童用Calprofen和Dimetapp糖浆中，酶联检测法对EG的检测限分别达0.1%和0.5% m/m。结合乙醇酸氧化酶荧光检测，灵敏度进一步提升至0.01% m/m。该方法在含乙醇的成人糖浆中适用性有限，但在乙醇含量较低的Covonia糖浆中仍表现良好。

酒精试纸法检测原材料中EG

五种品牌的唾液/母乳酒精试纸均能在2分钟内通过显色反应区分EG与甘油/PG，SureScreen试纸对PG中EG的检测限达0.5% m/m。DEG仅产生微弱显色，可实现初步区分。

试纸法检测药用糖浆中EG

研究发现糖浆样品经5倍水稀释后检测效果最佳。无乙醇儿童糖浆（如Benylin Infant、Piriteze）背景干扰小，EG检测限为1-2% m/m；而含乙醇糖浆因乙醇干扰需谨慎使用该方法。深色糖浆可能影响显色判读，但麦芽糖醇、山梨糖醇等辅料不干扰检测。

呼气分析仪法检测DEG和EG

一次性呼气分析仪通过氧化反应速率实现快速区分：1%甘油/PG在10秒内使晶体变为深棕色，EG呈浅粉色且反应缓慢，DEG即使浓度达5%仍几乎无反应。该方法对原材料筛查具有显著优势，成本仅需1美元。

PEG ELISA法检测DEG

竞争性PEG酶联免疫吸附测定(PEG ELISA)对DEG的特异性识别较弱，差异不显著，暂不适用于实际检测场景。

研究结论表明，这三种创新检测方法突破了传统GC和TLC的技术壁垒，为药品监管机构提供了可现场实施的解决方案。特别是成本仅1美元的酒精试纸，对近年高发的EG污染事件具有显著防控价值。虽然其检测限（0.5-2% m/m）暂未达到国际药典0.1% m/m的标准，但已能有效拦截印度尼西亚（96-99% EG污染）等重大污染事件。研究人员同步开发了标准化操作流程，可通过移动端算法辅助结果判读，进一步降低操作门槛。

这项发表于《Scientific Reports》的研究标志着药品安全检测领域的范式转变——从依赖精密仪器转向适应性更强的生物传感技术。随着该技术体系在全球药品供应链中的推广应用，有望为资源有限地区筑起一道守护儿童生命健康的技术防线，让每一个小生命都能远离伪劣药品的威胁。