血清中尿酸和尿素含量测定的超高效液相色谱–单四级杆质谱法国际比对

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化学分析计量CHEMICAL ANALYSIS AND METERAGE第26卷,第4期

2017年7月Vol. 26,No. 4

July 201785

doi:10.3969/j.issn.1008–6145.2017.03.022血清中尿酸和尿素含量测定的超高效液相色谱–单四级杆质谱法国际比对*

石莲花,金有训,何海红,全灿,徐蓓,李红梅(中国计量科学研究院,北京 100029)

摘要 基于单四极杆质谱建立了血清中尿酸、尿素含量准确测定的同位素稀释超高效液相色谱–质谱方法,并以该方法参加了国际物质量咨询委员会(CCQM)组织的“血清中尿酸尿素含量测定”的K、P国际比对。血清样品用乙腈除去蛋白质,分别采用C18反相柱和电喷雾(ESI)负离子模式检测尿酸、CN正相柱和ESI正离子模式检测尿素,

同位素稀释的单点校准法进行定量,用3种标准物质(GBW 09157,GBW 09169,NIST SRM 909c)进行方法验证,测量比对血清样品(Ⅰ,Ⅱ)获得国际等效一致性。该方法操作简单、快速准确,适用于血清中尿酸尿素的定量分析。关键词 单四级杆质谱;同位素稀释液相色谱–质谱法;尿酸;尿素;血清;国际比对中图分类号:O657.7 文献标识码:A 文章编号:1008–6145(2017)03–0085–04

Determination of Uric Acid and Urea in Serum by Ultra Performance LiquidChromatography–Single Quadrupole Mass Spectrometry for International ComparisonShi Lianhua, JinYouxun, He Haihong, Quan Can, Xu Bei, Li Hongmei(National Institute of Metrology, Beijing 100029, China)Abstract The method to determine uric acid and urea in serum was established by single quadrupole–based isotope dilution ultra performance liquid chromatography–mass spectrometer, which was used for CCQM–K and P international comparison. Acetonitrile was added in the sample for protein precipitation, a C18 reversed-phase column and electrospray

ionization (ESI) negative ion mode was used to determine uric acid, and CN normal-phase column and ESI positive ion mode were used to determine urea, and a single point calibration method for quantitative isotope dilution. This method was verified with GBW 09157, GBW 09169 and NIST SRM 909c certified reference materials, and serum samples (Ⅰ,Ⅱ) were measured to obtain international equivalent consistency. The method is simple in operation, rapid and accurate, it is suitable for quantitative analysis of urea in serum uric acid.Keywords single quadrupole mass spectrometry; isotope dilution high performance liquid chromatography–mass spectrometry; uric acid; urea; serum; international comparison

血清尿酸、尿素是医学临床检查肾功能的重要指标[1]。尿酸是嘌呤代谢物的最终产物,其在血清中的浓度若超过正常值则会引起痛风、肾结石、冠心病等疾病[2–4];尿素是蛋白质代谢产物,是蛋白质代谢与尿毒症临床诊断的重要指标之一[5]。因此血清尿酸、尿素的准确定量对临床诊断及治疗具有重要意义。目前血清尿酸、尿素的测定方法[6–8]中,质谱技术因具有快速、准确、灵敏度高等优点而得以广泛应用,其中同位素稀释液相色谱–串联质谱联用(LC–IDMS/MS)[9–12] 、气相色谱–质谱(GC–ID/ MS)[13–15]技术,是国际检验医学溯源联合委员会(JCTLM)认可的参考测量方法。近年来,质谱技术发展迅速,一级和二级质谱性能进一步提升,分辨率和灵敏度、特异性都有了显著提高。本研究结合同位素稀释技术,建立了操作简便、特异性强、灵敏度高的液相色谱–单四级杆质谱(LC–IDMS)法,可代替前处理繁琐的气相色谱–质谱法(GC–MS)和易被高浓度待测物污染的液相色谱–串联质谱法(LC–MS/MS)。用此方法参加国际物质量咨询委员会组织的K,P国际比对,使用中国计量科学研究院的纯物质标准物质和血清基体标准物质进行了校准和方法验证,使

*国家科技基础专项(2011FY130100);国家重点研发计划项目(2016YFD0500800);中国计量科学研究院比对专项(03-AJLSF15)联系人:石莲花;E-mail: shilh@nim.ac.cn收稿日期:2017–04–01 化学分析计量 2017年,第26卷,第4期86比对结果的量值溯源到中国计量科学研究院,保证了测量结果的准确、可靠,实现了我国与国际尿酸和尿素参考系统的互认。1 实验部分1.1 主要仪器与试剂液相色谱–质谱联用仪:ACQUITY™UPLC/ SQD型,美国Waters公司;

分析天平:XP10003S型(感量为1 mg),XP205型(感量为0.01 mg),XP26型(感量为0.001 mg),瑞士梅特勒–托利多公司;混合器:VORTEX GENIE 2型,美国Scientific Industries公司;

多用途旋转摇床:ROTO–SHAKE GENIE型,美国SI公司;移液器:10~100 μL,20~200 μL,100~1 000 μL,0.5~5 mL,德国Eppendorf公司;氮吹仪:N–EVAP112型,美国OA–SYS公司;离心机:Sigma 3K15型,美国Sigma公司;过滤膜:0.22 µm,亲水性聚丙烯膜,美国Pall公司;

尿酸纯度标准物质:编号为GBW 09202,纯度为99.8%,中国计量科学研究院;尿酸同位素标记物:1,3-15N

2,纯度为98%,美

国剑桥同位素实验室;尿素纯度标准物质:编号为GBW 09201,纯度为99.8%,中国计量科学研究院;尿素同位素标记物:Urea-13C,15N

2,纯度不小于

98%,13C含量为99%,15N含量为98%,美国剑桥同

位素实验室;冰冻人血清中尿素标准物质:编号分别为GBW 09157,GBW 09169,中国计量科学研究院;

冰冻人血清中尿素标准物质:编号为NIST 909C,美国国家标准与技术研究院;

比对血清样品:编号分别为I和II,均为1 mL,于–70℃冰箱中保存,新加坡卫生科学局;乙酸铵:色谱纯,美国Sigma公司;氨水:色谱纯,中国阿拉丁公司;甲醇、乙腈:色谱纯,德国Merk公司;甲酸:色谱纯,德国Merk公司;实验用水为超纯水,由美国Mililpore公司超纯

水仪制得。1.2 仪器工作条件1.2.1 色谱条件(1)测定尿酸的色谱条件。

色谱柱:BEH C18柱(150 mm×2.1 mm,1.7

µm,美国Waters公司);柱温:37℃;进样体积:5 µL;流动相:A为10 mmol/L 乙酰胺溶液(pH 4.6),B为乙腈,梯度洗脱,0~4.5 min 100% A,4.5~5.5 min A由100%变化至20%,5.5~7.5 min保持20% A,7.5~8 min A由20%变化至100%且保持至12.5 min;流量:0.2 mL/min。(2)测定尿素的色谱条件。色谱柱:ZORBAX SB–CN柱(250 mm×4.6 mm,5 µm,美国安捷伦科技有限公司);柱温:37℃;

进样体积:5 µL;流动相:0.1%甲酸水溶液–甲醇(体积比为1∶1);等梯度洗脱。1.2.2 质谱条件(1)测定尿酸的质谱条件。采用电喷雾离子源(ESI)负离子模式;离子源

温度:150℃;脱溶液温度:450℃;脱溶剂:N2,流量

为550 L/h;锥孔气:N2,流量为50 L/h;毛细管

电压:2.2 kV;监测离子(m/z):167.1,169.1。(2)测定尿素的质谱条件。

采用电喷雾离子源(ESI)正离子模式;离子源温度:150℃;脱溶液温度:450℃;脱溶剂:N2,流量

为550 L/h;锥孔气:N2,流量为50 L/h;毛细管

电压:3.0 kV;监测离子(m/z):61.1,64.1。1.3 实验方法1.3.1 样品准备测定两份比对血清样品中尿酸、尿素的含量。测定时每瓶比对样品取0.2 mL,进行样品前处理。1.3.2 尿酸、尿素标准溶液配制与样品前处理

准确称取一定质量的尿酸纯度标准物质,用1 mmol/L 氨水溶液稀释至100 μg/g,制得尿酸标

准储备液,置于摇床混合仪中充分溶解。以同样步骤制备[15N

2]尿酸标记储备液(100 μg/g)。各取

一定量尿酸标准储备液、[15N

2]尿酸标记储备液,用

10 mol/L乙酰胺流动相溶液制备尿酸校准混合溶

液,其中尿酸和[15N

2]尿酸含量比约为1∶1,尿酸校

准混合溶液中尿酸的浓度尽量接近于血清尿酸含量。血清样品于室温下平衡2 h,取0.2 mL并精确称量,加入[15N

2]尿酸标记物使尿酸标记物含量

与血清尿酸含量比接近与1∶1,摇匀。然后加入约4倍体积的乙腈,振荡混匀,再置于4℃离心机中以8 000 r/min的转速离心15 min。取上清液,用45℃氮气吹干,加入流动相复溶至10 μg/g,用0.22