韋姍姍,陸雪萍,彭玲芳,屈會化,孫曄,王慶國#(1.北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,北京 100029;2.北京中醫(yī)藥大學(xué)“經(jīng)典方劑的應(yīng)用基礎(chǔ)研究”創(chuàng)新團隊,北京 100029;.云南省藥物研究所,昆明 650111)
單胺類神經(jīng)遞質(zhì)是重要的神經(jīng)信息傳遞物質(zhì),廣泛存在于中樞神經(jīng)以及外周組織內(nèi),主要包括去甲腎上腺素(Norepinephrine,NE)、腎上腺素(Epinephrine,E)、5-羥色胺(5-Hydroxytryptamine,5-HT)等,目前認為精神類疾病與其關(guān)系密切[1]。市場上現(xiàn)有的抗抑郁藥物主要是基于腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)水平過低的機制開發(fā)的[2]。因而準確測定腦組織中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的含量對于抗抑郁藥物的藥效與機制研究具有重要的意義。目前關(guān)于腦內(nèi)單胺遞質(zhì)的檢測方法很多,其中高效液相色譜-電化學(xué)(HPLC-ECD)法是報道最多、應(yīng)用最廣的方法。現(xiàn)有文獻中流動相主要采用等度洗脫,而NE極性較強,反相柱吸附能力較弱,因而出峰快;而5-HT極性較弱,出峰慢,若采用等度洗脫,存在NE峰分離度差或者5-HT出峰時間過長的問題。因此根據(jù)本實驗室的條件,筆者建立了一種實用、靈敏、簡便的HPLC-ECD梯度洗脫方法,能快速同時測定大鼠不同腦區(qū)內(nèi)NE和5-HT的含量,為進一步研究單胺類神經(jīng)遞質(zhì)奠定方法學(xué)基礎(chǔ)。
e2695高效液相色譜儀及2465電化學(xué)檢測器(美國Waters公司);5810R高速冷凍離心機(德國Eppendorf公司,離心半徑:9.5 cm);AG285電子分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);超純水儀(美國Millipore公司)。
NE標準品(哥倫比亞Matrix Scientific公司,批號:037692,供含量測定用);5-HT標準品(批號:91M5163V,供含量測定用)和內(nèi)標2,5-二羥基苯甲酸(DHBA,批號:MKBG3214V)均購自美國Sigma公司;甲醇為色譜純,其他試劑均為分析純,水為高純水。
SD大鼠15只,♀,SPF級,體質(zhì)量300~350 g,由廣東省實驗動物中心提供,許可證號為:SCXK(粵)2008-0002。
2.1.1 蛋白沉淀液。取濃高氯酸溶液和乙二胺四乙酸(EDTA)適量,稀釋為含高氯酸0.1 mol/L和EDTA 0.1 mmol/L的蛋白沉淀液。
2.1.2 標準品溶液。精密稱取NE、5-HT標準品適量,以蛋白沉淀液溶解,分別配制成質(zhì)量濃度為21 μg/ml和5 μg/ml的貯備液,臨用前用蛋白沉淀液稀釋成NE質(zhì)量濃度為0.084、0.252、0.42、0.84、2.1、4.2 μg/ml,5-HT質(zhì)量濃度為0.005、0.01、0.02、0.1、0.2、0.25 μg/ml的系列標準品溶液。
2.1.3 內(nèi)標工作液。精密稱取DHBA適量,用蛋白沉淀液溶解配制成質(zhì)量濃度為4 mg/L的溶液。
2.1.4 樣品溶液。大鼠脫頸椎處死,開顱迅速取出整個腦組織,分離各腦區(qū),用適量0.9%氯化鈉注射液(生理鹽水)沖洗,用吸水紙吸干,稱質(zhì)量,以一定比例加入蛋白沉淀液,冰浴下手動勻漿,取勻漿液14000 r/min低溫離心30 min,取上清液再14000 r/min低溫離心25 min,取一定量上清液按比例加入一定量的內(nèi)標工作液,即得。
色譜柱為DIKMA C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:緩沖鹽溶液[100 mmol/L醋酸鈉、3 mmol/L庚烷磺酸鈉、0.2 mmol/L乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)、85 mmol/L檸檬酸]-甲醇,梯度洗脫,流速:1.0 ml/min;工作電壓:+0.7 V;柱溫:25℃;進樣量:20μl。流動相洗脫程序見表1。
取NE和5-HT混合標準品溶液+內(nèi)標、空白溶劑(蛋白沉淀液)進樣測定,記錄色譜;另取大鼠大腦皮層樣品、小腦樣品、海馬樣品、下丘腦樣品、嗅球樣品,按“2.1.4”項下方法制成溶液,進樣測定,記錄色譜。結(jié)果標準品和腦組織中的各峰形對稱,內(nèi)源性雜質(zhì)無干擾,NE、內(nèi)標、5-HT的保留時間分別約為5、8、18 min,NE、5-HT達到良好分離。色譜圖見圖1。
表1 流動相梯度洗脫程序Tab 1 Gradient elution conditions
圖1 高效液相色譜圖A.標準品+內(nèi)標;B.空白溶劑;C.大腦皮層樣品;D.小腦樣品;E.海馬樣品;F.下丘腦樣品;G.嗅球樣品Fig 1 HPLC chromatogramsA.standard substance+internal standard;B.blank solvent;C.pallium sample;D.cerebellum sample;E.hippocampus samples;F.hypothalamus sample;G.apophysis mamitlaris sample
由于腦組織中原本就含有NE、5-HT,故不能直接用腦組織進行線性范圍考察。故用蛋白沉淀液將標準品溶液稀釋成含 NE 0.084、0.252、0.42、0.84、2.1、4.2 μg/ml,含 5-HT 0.005、0.01、0.02、0.1、0.2、0.25 μg/ml的系列混合標準品溶液,按比例加入內(nèi)標溶液,進樣測定。以質(zhì)量濃度(x)為橫坐標、標準物質(zhì)的峰面積與內(nèi)標峰面積的比值(y)為縱坐標進行回歸分析。得NE回歸方程為y=5.292x-0.1474(r=0.9999),檢測質(zhì)量濃度線性范圍為0.084~4.2 μg/ml;5-HT回歸方程為y=59.057x-0.1303(r=0.9991),檢測質(zhì)量濃度線性范圍為0.005~0.25 μg/ml。
取一定量的NE標準品2份,其中1份加入全腦樣品溶液,處理后測得NE峰面積記為A1;1份加入蛋白沉淀液并稀釋至相同濃度,測得NE峰面積記為A3;另外測得全腦樣品溶液(未加標準品)的NE峰面積記為A2;計算NE提取回收率=(A1-A2)/A3×100%。同法測得5-HT的提取回收率,結(jié)果見表2。
表2 提取回收率試驗結(jié)果(n=3)Tab 2 Results of extraction recovery tests(n=3)
因NE、5-HT為內(nèi)源性物質(zhì),故用加入法測定回收率,即向已知濃度的全腦樣品溶液中加入一定量的NE、5-HT標準品溶液,處理后進樣測定,計算方法回收率=(測得量-樣品含量)/加入量×100%,結(jié)果見表3。
表3 加樣回收率試驗結(jié)果(n=3)Tab 3 Results of recovery tests of added index(n=3)
取同一份全腦樣品,加入NE、5-HT標準品溶液制備成高、中、低3種質(zhì)量濃度的樣品溶液,分別于同日內(nèi)0、2、4、6、8 h重復(fù)測定5次,考察精密度。結(jié)果NE的RSD=2.76%(n=5),5-HT的RSD=3.00%(n=5),表明本方法精密度良好。
將已知NE、5-HT質(zhì)量濃度的樣品溶液3份,分別置于常溫下存放,于處理后第1、2、3天測試其含量,考察樣品穩(wěn)定性。結(jié)果NE的RSD=1.87%(n=3),5-HT在第2天含量有大幅下降,表明腦組織中NE在常溫下至少能穩(wěn)定3 d,而5-HT僅能穩(wěn)定1 d。
根據(jù)“2.1.4”項下的制備方法,分別制備6只大鼠的大腦皮層樣品溶液、小腦樣品溶液、海馬樣品溶液、下丘腦樣品溶液、嗅球樣品溶液,測定其中NE、5-HT含量,結(jié)果見表4。
表4 NE、5-HT在大鼠不同腦區(qū)中的水平(,mg/g,n=6)Tab 4 The levels of NE and 5-HT in different parts of brain in rat(s,mg/g,n=6)
表4 NE、5-HT在大鼠不同腦區(qū)中的水平(,mg/g,n=6)Tab 4 The levels of NE and 5-HT in different parts of brain in rat(s,mg/g,n=6)
被測物NE 5-HT嗅球0.864±0.100.086±0.04大腦皮層0.411±0.120.383±0.21小腦0.343±0.140.059±0.04海馬1.654±0.800.135±0.09下丘腦3.062±1.510.206±0.12
由表4結(jié)果可知,NE在下丘腦中含量最高,海馬次之,小腦最低;5-HT在大腦皮層中含量最高,下丘腦次之,小腦最低。說明單胺類神經(jīng)遞質(zhì)在♀大鼠腦中分布不均一,與張燕等[3]報道一致。
單胺類神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,極易分解,且腦組織樣品量少,成分復(fù)雜,神經(jīng)遞質(zhì)含量極微。因此建立一套完整、詳細、可重復(fù)的含量分析方法尤為重要。
根據(jù)文獻[4-7],筆者先后進行了4種不同流動相[(1)緩沖鹽溶液(無水乙酸鈉2.0 g、檸檬酸5.5 g、EDTA-2Na 60 mg、NaCl 584.4 mg、1.0 mmol/L庚烷磺酸鈉2 ml制成500 ml)-甲醇(97∶3);(2)緩沖鹽溶液(0.1 mol/L磷酸二氫鉀、0.01 mol/L庚烷磺酸鈉、0.1 mol/L EDTA-2Na,用0.1 mol/L磷酸調(diào)pH為3.6)-甲醇-乙腈(78∶19∶3);(3)緩沖鹽溶液(0.1 mol/L磷酸二氫鈉、0.85 mmol/L庚烷磺酸鈉、0.5 mmol/L EDTA-2Na,用0.1 mol/L磷酸調(diào)pH為3.4)-甲醇(94∶6);(4)“2.2”項下流動相]的實驗摸索。前3種流動相出現(xiàn)了NE峰未能有效分離或者5-HT峰有明顯拖尾現(xiàn)象的現(xiàn)象,最終確定采用“2.2”項下流動相。結(jié)果表明,在此流動相條件下,NE、5-HT及內(nèi)標均可達到有效的分離。實驗發(fā)現(xiàn),增大甲醇的比例不改變各物質(zhì)的出峰順序,而且可以明顯縮短各物質(zhì)的保留時間,尤其是對5-HT影響較大,但甲醇比例過大多會使NE出峰過早,與雜質(zhì)峰重疊,影響分析結(jié)果。于是筆者改變了以往文獻等度洗脫的方法,采用梯度洗脫,既可使各物質(zhì)保持良好的分離度,又可以縮短5-HT的保留時間。
在標準品溶液稀釋液的選擇上,本實驗分別考察了蛋白沉淀液、0.1 mol/L HCl以及流動相,發(fā)現(xiàn)采用流動相及HCl后色譜峰干擾大,因此,最終確定標準品溶液稀釋液為蛋白沉淀液。
多數(shù)文獻選用0.1 mol/L的高氯酸作為蛋白沉淀液,因其除蛋白質(zhì)峰效果最好、雜質(zhì)最少,但未明確加入量。若蛋白沉淀液加入過多,會使峰形過于低平,且高氯酸濃度過高會引起神經(jīng)遞質(zhì)氧化分解;若加入過少,蛋白質(zhì)會對峰形產(chǎn)生干擾或無法勻漿。經(jīng)過反復(fù)試驗,確定加入比例為:>100 mg的組織按1 mg ∶2.5 μl的比例加入,<100 mg的組織按200 μl加入。這樣既能有效沉淀蛋白,又不干擾峰形。
在操作過程中應(yīng)盡量避光及在冰水浴中低溫下操作。樣品經(jīng)前處理后應(yīng)立即檢測或分裝保存在-80℃的冰箱中。含量分析時,如果具備進樣器控溫模塊,應(yīng)將溫度調(diào)節(jié)至4℃為佳;如無此模塊,則NE在常溫下至少能穩(wěn)定3 d,而5-HT只能穩(wěn)定1 d。
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