陳 靜,丘宏強(1.泉州醫(yī)學高等專科學校藥學系,福建泉州 36000;.福建醫(yī)科大學附屬協(xié)和醫(yī)院藥學部,福州 350001)
高效液相色譜-電化學法測定人尿液中兒茶酚胺的濃度
陳 靜1*,丘宏強2(1.泉州醫(yī)學高等??茖W校藥學系,福建泉州 362000;2.福建醫(yī)科大學附屬協(xié)和醫(yī)院藥學部,福州 350001)
目的:建立測定人尿液中兒茶酚胺濃度的方法。方法:尿液樣品經(jīng)氧化鋁提取后,以3,4-二羥基芐胺為內標,采用高效液相色譜-電化學法測定,色譜柱為Shim-Pack C18,流動相為混合溶液[每500 ml混合溶液中含離子對試劑(辛烷磺酸鈉)0.5 mmol、甲醇10 ml、0.06 mmol/L二正丁胺50 μl、無水乙酸鈉2.0 g、檸檬酸5.5 g、乙二胺四乙酸二鈉60 mg和氯化鈉584.4 mg,pH=3.5],流速為0.8 ml/min,柱溫為30℃,電化學檢測器檢測電壓為750 mV,進樣量為40 μl。結果:去甲腎上腺素和腎上腺素的尿藥濃度均在3.125~100 ng/ml范圍內線性關系良好(r分別為0.998 5和0.999 2),定量下限均為3.125 ng/ml;日內、日間RSD均<10%;方法回收率分別為99.2%~101.6%、98.9%~100.5%,提取回收率分別為63.8%~66.8%、60.5%~62.6%。結論:本方法特異性強、靈敏度較高、檢測成本低,可用于人尿液中兒茶酚胺濃度的測定。
兒茶酚胺;去甲腎上腺素;腎上腺素;高效液相色譜法;電化學檢測器;尿液
去甲腎上腺素(Norepinephrine,NE)和腎上腺素(Epinephrine,E)是人體內重要的兒茶酚胺類(Catecholamines,CAs)物質,與人們的健康和疾病有著密切的關系[1]。人體內CAs水平不僅可作為嗜鉻細胞瘤的診斷依據(jù),也有助于原發(fā)性高血壓的鑒別診斷[2];此外,嗜鉻細胞瘤患者在藥物麻醉、分娩及手術等情況下可能發(fā)生高血壓或休克[3],故檢測此類患者體內CAs水平具有重要的臨床意義。目前,對體內CAs水平的檢測多采用血液樣本,而血液中兒茶酚胺的質量濃度易受多種因素(如緊張、應激及低血糖等)的影響,且采血時靜脈穿刺引起的疼痛也可導致患者CAs血藥濃度升高[4]。因此,臨床通過檢測患者CAs的尿藥濃度,可獲得更為穩(wěn)定、可靠的結果[5]。本試驗在此基礎上,建立了一種適用于臨床且操作簡便的CAs尿藥濃度檢測方法,以期為臨床提供參考。
1.1 儀器
LC-20A型高效液相色譜(HPLC)儀,包括LC-20AB型溶劑泵、SIL-20A型自動進樣器、CTO-10Asvp型柱溫箱及DGU-20AB型自動脫氣裝置(日本島津公司);Waters 2465型電化學檢測器(美國Waters公司);CP 114型精密分析天平(奧豪斯儀器上海有限公司);TGL-16G型高速臺式離心機(上海安亭科
學儀器廠)。
1.2 藥品與試劑
NE對照品(批號:1001474257,純度≥98%)、E對照品(批號:12325621,純度≥98%)、3,4-二羥基芐胺對照品(DHBA,內標,批號:858781-250GM,純度≥98%)均購自美國Sigma公司;離子對試劑[辛烷磺酸鈉(IPR-B8),日本梯希愛(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司,批號:5324845];氧化鋁[上海阿拉丁化學試劑公司(堿性,200~300目)];無水乙酸鈉、檸檬酸、氯化鈉、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)、硫代硫酸鈉、鹽酸、乙酸乙酯、二正丁胺等均為分析純,甲醇為色譜純,水為去離子水。健康尿液由本實驗室工作人員(即健康志愿者)提供。
2.1 色譜條件
色譜柱:Shim-Pack C18(250 mm×4.6 mm,5μm);流動相:混合溶液(每500 ml混合溶液中含IPR-B8 0.5 mmol、甲醇10 ml、0.6 mmol/L二正丁胺50 μl、無水乙酸鈉2.0 g、檸檬酸5.5 g、EDTA-Na260 mg、氯化鈉584.4 mg,pH=3.5);流速:0.8 ml/min;柱溫:30℃;電化學檢測器檢測電壓:750 mV;進樣量:40μl。
2.2 溶液的配制
分別精密稱取NE對照品8.0 mg、E對照品2.0 mg,用0.02 mol/L鹽酸(含0.1%硫代硫酸鈉)溶解并稀釋,分別配制成NE、E質量濃度分別為0.80、0.20 mg/ml的對照品貯備液。
精密稱取內標對照品400 mg,用0.02 mol/L鹽酸溶解并稀釋,配制成質量濃度為400 ng/ml的內標溶液。
上述溶液均置于冰箱(2~8℃)中避光保存,備用。
2.3 氧化鋁的活化
取氧化鋁10 g,加入2 mol/L鹽酸50 ml,加熱至100℃,攪拌45 min,靜置1.5 min后棄去黃綠色上清液與細顆粒;于70℃下,加入2 mol/L鹽酸25 ml,攪拌10 min,靜置,棄去上清液,重復上述操作1次;于50℃下,加入2 mol/L鹽酸50 ml,攪拌10 min,冷卻,棄去上清液及懸浮顆粒;最后,用去離子水反復沖洗,至pH接近7.0,于200℃下烘烤4 h,冷卻后干燥保存,備用[6]。
2.4 尿液樣品收集與處理
將健康尿液在堿性條件(pH=10)下于100℃煮沸,再用0.1 mol/L鹽酸調節(jié)pH至4.0,即得空白尿液。取尿液5 ml,加入乙酸乙酯15 ml,振搖5 min,靜置分層。取下層有機相0.5 ml至離心管中,依次加入內標溶液150 μl、0.1%硫代硫酸鈉50 μl、1 mol/L三羥甲基氨基甲烷(Tris)500 μl和已活化的氧化鋁60 mg,振蕩5 min,以離心半徑6 cm、轉速10 000 r/min離心2 min,棄去上清液;沉淀依次用2 mol/L乙酸鈉溶液2 ml洗滌1次、去離子水2 ml洗滌2次后,以離心半徑6 cm、轉速10 000 r/min離心2 min,棄去上清液;沉淀用吸水紙吸干,加入0.1 mol/L高氯酸200 μl,振蕩5 min,以離心半徑6 cm、轉速13 000 r/min離心3 min后,吸取上清液40 μl進樣分析。
2.5 專屬性考察
在“2.1”項色譜條件下,內源性雜質對待測物無干擾,NE、E及內標的保留時間分別為6.818、8.709和11.638 min。HPLC圖見圖1。
2.6 標準曲線的制備
圖1 高效液相色譜圖A.空白尿樣;B.空白尿樣+NE+E+內標;C.健康志愿者尿樣+內標;1. NE;2.E;3.內標Fig 1 HPLC chromatogramsA.blank urine;B.blank urine+NE+E+internal standard;C.urine sample from healthy volunteer+internal standard;1.NE;2.E;3.internal standard
精密吸取NE、E對照品貯備液及空白尿液各適量,配制成NE、E質量濃度均為100、50、25、12.5、6.25、3.125 ng/ml的系列尿液樣品,按“2.4”項下方法處理后,進樣分析,記錄色譜圖。以待測物與內標的峰面積比值(y)為縱坐標、待測物質量濃度(x)為橫坐標進行線性回歸,得NE、E的回歸方程分別為:yNE=0.062 3xNE+0.097 6(r=0.998 5)、yE=0.041 8xE+0.076 2(r=0.999 2)。結果表明,NE、E尿藥濃度均在3.125~100 ng/ml范圍內線性關系良好,定量下限均為3.125 ng/ml。
2.7 精密度與回收率試驗
2.7.1 精密度 分別配制NE低、中、高質量濃度(4、40、80 ng/ml,下同)的尿液樣品和E低、中、高質量濃度(4、40、80 ng/ml,下同)的尿液樣品,各5份,按“2.4”項下方法處理后,進樣分析。于1日內分別測定5次,考察日內RSD;連續(xù)測定5 d,考察日間RSD。結果顯示,兩者日內、日間RSD<10%。精密度試驗結果見表1。
表1 精密度與回收率試驗結果(s,n=5)Tab 1 Results of precision and recovery tests(s ,n=5)
表1 精密度與回收率試驗結果(s,n=5)Tab 1 Results of precision and recovery tests(s ,n=5)
理論質量濃度,ng/ml待測物方法回收率,%提取回收率,% NE 4 E 40 80 4 40 80日內精密度實測質量濃度,ng/ml 3.91±0.15 38.58±1.24 82.36±3.71 3.85±0.10 38.62±1.43 78.58±3.30 RSD,% 3.8 3.2 4.5 2.6 3.7 4.2日間精密度實測質量濃度,ng/ml 3.85±0.14 37.27±1.53 78.69±4.80 3.75±0.12 37.62±1.62 77.98±3.74 RSD,% 3.4 4.1 6.1 3.1 4.3 4.8 99.5 99.2 101.6 99.6 98.9 100.5 63.8 65.2 66.8 62.6 61.3 60.5
2.7.2 方法回收率 分別配制NE及E低、中、高質量濃度的尿液樣品,各5份,按“2.4”項下方法處理后,進樣分析,按當日標準曲線計算兩者的實測質量濃度,與理論質量濃度比較,考察方法回收率。結果顯示,NE、E的方法回收率分別為99.2%~101.6%、98.9%~100.5%。方法回收率試驗結果見表1。
2.7.3 提取回收率 分別配制NE及E低、中、高質量濃度的尿液樣品,各5份,按“2.4”項下方法處理后,進樣分析,得峰面積A;另取空白尿液0.5 ml,各5份,按“2.4”項下方法處理后,分別加入NE、E對照品貯備液各適量,使最終質量終濃度與前者對應,進樣分析,得峰面積B。提取回收率=A/B×100%。結果顯示,NE、E的提取回收率分別為63.8%~66.8%、60.5%~62.6%。提取回收率試驗結果見表1。
2.8 穩(wěn)定性試驗
分別配制NE及E低、高質量濃度的尿液樣品,考察其在室
溫(25℃)及4℃下放置的穩(wěn)定性。各樣品于室溫25℃下避光保存,分別于0、1、3、6、12 h按“2.4”項下方法處理后,進樣分析,重復操作3次;各樣品于4℃冰箱中放置,隔日取出,室溫融化,按“2.4”項下方法處理后,進樣分析,重復操作3次,連續(xù)測定7 d。以0 h(25℃)或0 d(4℃)時NE或E的尿藥濃度為100%,計算各樣品中NE或E的相對百分含量,評價其穩(wěn)定性。結果顯示,在室溫(25℃)下,各樣品中NE和E的相對百分含量隨時間的延長而明顯下降,12 h后兩者的相對百分含量均低于90%(NE、E分別降至85.2%和89.7%);而在4℃條件下,NE和E的相對百分含量雖有下降趨勢,但5 d后兩者的相對百分含量仍>95%,但放置7 d后,NE和E的相對百分含量分別降至94.2%和93.6%,提示各樣品不宜在室溫條件下保存,且在4℃冰箱中放置不宜超過5 d。
目前,多采取HPLC法檢測人體內CAs水平,檢測器多選用電化學檢測器、熒光檢測器和紫外檢測器[7-8]。熒光、紫外檢測器信號強度和靈敏度相對較低,而電化學檢測器利用CAs可氧化的特性,通過電流信號放大,可檢測出其他檢測器無法監(jiān)測到的物質,具有特異性強、靈敏度較高、檢測成本低等特點。因此,高效液相色譜-電化學法被廣泛應用于臨床CAs質量濃度的監(jiān)測[9]。
本實驗在流動相中加入了離子對試劑(500 ml混合溶液中含0.5 mmol的IPR-B8),對NE和E具有良好的保留作用[10]。在流動相篩選過程中筆者發(fā)現(xiàn),若減少了IPR-B8的加入量,NE色譜峰處會出現(xiàn)倒置的干擾峰,且難以通過調整流動相比例來消除其干擾,極大地影響了NE的定量分析。此外,若流動相中甲醇的比例過高,目標峰與雜質峰難以有效分離;而甲醇的比例過低,則會導致分析時間過長。故最終確定每500 ml混合溶液中甲醇的加入量為10 ml。
本試驗采用氧化鋁吸附提取尿液中的CAs,氧化鋁的來源、粒徑、酸堿性和干燥程度等均可影響CAs的提取效率[9]。筆者在前期試驗中比較了不同來源氧化鋁[天津市福晨化學試劑廠(中性,未注明目數(shù))、西隴化工股份有限公司(中性,未注明目數(shù))、上海阿拉丁化學試劑公司(堿性,100~200目或200~300目)]的提取效率,以選擇最優(yōu)類型氧化鋁及其最佳用量。結果顯示,上海阿拉丁化學試劑公司的堿性氧化鋁(200~300目)的提取回收率最高(NE、E的提取回收率分別為65.2%、61.3%);當氧化鋁用量為60 mg時,提取回收率最高(NE、E的提取回收率分別為65.7%、63.3%)。氧化鋁的提取回收率雖不及文獻報道的陽離子交換柱(可達90%)[10-11],但其在滿足定量檢測的基礎上,成本較陽離子交換柱(僅可使用1次)低了很多。故本研究最終選擇阿拉丁試劑公司的堿性氧化鋁,并將其用量確定為60 mg。此外,在試驗過程中,應注意保持氧化鋁的干燥,防止其吸潮,影響提取效率。
尿液樣品的pH會影響氧化鋁的吸附活性,也會影響CAs的穩(wěn)定性。氧化鋁在pH為8.2~8.5條件下吸附CAs的能力最強,而CAs在堿性條件下卻不穩(wěn)定,兩者存在矛盾[10]。前期試驗以Tris緩沖液作為堿性媒介,對其濃度進行考察。結果顯示,當Tris緩沖液濃度為1 mol/L時,提取回收率最高。此外,Tris緩沖液應盡快加入,以避免CAs在堿性條件下發(fā)生降解。
本研究考察了尿液樣本常溫下放置12 h和4.冰箱中放置7 d的穩(wěn)定性。結果顯示,室溫放置12 h,尿液中的NE、E的相對百分含量分別降至85.2%和89.7%。4℃冰箱保存5 d后,NE、E的相對百分含量無明顯變化,均維持在95%以上;而7 d后,NE、E的相對百分含量則下降至94.2%和93.6%。提示臨床樣本采樣完畢后,應盡快送檢,在冰箱中冷藏放置的時間也不宜超過5 d。
目前,采用尿液中CAs作為嗜鉻細胞瘤的診斷標準并不統(tǒng)一。Lenders JW等[12]提出以24 h尿液中NE>198μg、E>31 μg作為確診嗜鉻細胞瘤的標準,而國內則以NE>100μg、E>50μg作為診斷標準[13]。本研究顯示,NE及E的尿液濃度的線性范圍均為3.125~100 ng/ml,以正常人平均24 h尿量1 000~2 000 ml計算,本方法可基本滿足臨床檢測的要求。雖然本方法操作步驟較為煩瑣,氧化鋁也需定期活化,但本方法特異性強、靈敏度較高、檢測成本低,適用于CAs尿藥濃度監(jiān)測。
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(編輯:張元媛)
Concentration Determination of Catecholamine in Human Urine by HPLC-Electrochemistry
CHEN Jing1,QIU Hongqiang2(1.Dept.of Pharmacy,Quanzhou Medical College,F(xiàn)ujian Quanzhou 362000,China;2.Dept.of Pharmacy,F(xiàn)ujian Medical University Union Hospital,F(xiàn)uzhou 350001,China)
OBJECTIVE:To establish a method for the concentration determination of catecholamines in human urine.METHODS:After extracted by aluminum oxide,using 3,4-dihydroxybenzylamine as internal standard,HPLC-electrochemistry was performed on the column of Shim-Pack C18with mixed solution[every 500 ml mixed solution containing ion-pairing reagents(octane sulfonate)0.5 mmol,methanol 10 ml,0.06 mmol/L Di-n-butylamine 50 μl,sodium acetate anhydrous 2.0 g,citric acid 5.5 g,EDTA-Na260 mg and sodium chloride 584.4 mg,pH=3.5]at a flow rate of 0.8 ml/min,column temperature was 30℃,detection voltage was 750 mV,and injection volume was 40 μl.RESULTS:The linear ranges were 3.125-100 ng/ml for both norepinephrine(r=0.998 5)and epinephrine(r=0.999 2),lower limits of quantitation were 3.125 ng/ml;RSDs of within days and daytime were lower than 10%,method recoveries were 99.2%-101.6%and 98.9%-100.5%,extraction recoveries were 63.8%-66.8%and 60.5%-62.6%.CONCLUSIONS:The method shows strong specificity,high sensitivity and low detection cost,and can be used for the concentration determination of catecholamines in human urine.
Catecholamines;Norepinephrine;Epinephrine;HPLC;Electrochemical detector;Urine
R917
A
1001-0408(2016)26-3627-03
2015-12-23
2016-06-04)
*講師,碩士。研究方向:藥理學。電話:0595-22783475。E-mail:825649654@qq.com
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2016.26.08