宋紅艷 夏敬勝 紀剛劍 任章燾 張相林 柳芳 陳靈

摘 要 目的：建立測定人體尿液中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、馬尿酸、庚二酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、酪胺、纈氨酸濃度的方法。方法：采集抑郁癥患者的晨尿，加入內(nèi)標可的松，以乙腈處理后取上清液進行濃縮，采用液相色譜-質(zhì)譜串聯(lián)法（LC-MS/MS）進行分析。色譜柱為XTerra RP18;流動相A相為0.1%乙酸-水，流動相B相為0.1%乙酸-乙腈（梯度洗脫）;柱溫為40 ℃;流速為0.45 mL/min;采用電噴霧離子源（ESI），以多反應(yīng)監(jiān)測方式（MRM）進行定量分析，5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、馬尿酸、庚二酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、酪胺、纈氨酸和內(nèi)標可的松在正離子模式下定量分析離子對分別為質(zhì)荷比（m/z）192.2→146.1、147.2→130.0、180.1→105.1、161.1→125.2、116.1→70.2、205.2→188.2、138.2→121.1、182.0→123.0、118.2→72.1、361.2→163.0。結(jié)果：5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的檢測質(zhì)量濃度范圍為10.00～3 200 ng/mL（r=0.993 8～0.998 9，n=6），定量下限為10 ng/mL;色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的檢測質(zhì)量濃度范圍為1 600～51 200 ng/mL（r=0.999 2～0.999 7，n=6），定量下限為1 600 ng/mL，準確度試驗結(jié)果為86.29%～98.65%（n=6），日內(nèi)、日間精密度試驗的RSD均不高于14.65%（n=6），基質(zhì)效應(yīng)的CV為6.18%～14.37%（n=6），提取回收率為86.21%～98.14%（n=6），穩(wěn)定性試驗的RE均<14.71%（n=3～6）。結(jié)論：該方法靈敏、準確，可用于測定人體內(nèi)上述9種物質(zhì)的濃度。

關(guān)鍵詞 抑郁癥患者;尿液濃度;液相色譜-質(zhì)譜串聯(lián)法;氨基酸類物質(zhì)

中圖分類號 R969 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2020）01-0091-08

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2020.01.16

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To establish a method for the determination of 5-hydroxyindole acetic acid （5-HIAA）， glutamine， hippurate， pimelate， proline， tryptophan， tyramine， tyrosine and valine in human urine. METHODS： Morning urine samples were collected from depression patients. The sample was extracted with acetonitrile after addition of internal standard cortisone. LC-MS/MS method was adopted. The determination was performed on XTerra RP18 column with mobile phase consisted of 0.1% acetic acid-water as mobile phase A and 0.1% acetic acid-acetonitrile as mobile phase B （gradient elution）. The column temperature was set at 40 ℃， and flow rate was 0.45 mL/min. Electrospray ion source （ESI） was used for quantitative analysis by multiple reaction monitoring （MRM）. The precursor/product ion transitions （m/z） were monitored at m/z 192.2→146.1， m/z 147.2→130.0， m/z 180.1→105.1， m/z 161.1→125.2， m/z 116.1→70.2， m/z 205.2→188.2， m/z 138.2→121.1， m/z 182.0→123.0， m/z 118.2→72.1 and m/z 361.2→163.0 （+ion-mode） for 5-HIAA， glutamine， hippurate， pimelate， proline， tryptophan， tyramine， tyrosine， valine and cortisone， respectively. RESULTS： The linear range of 5-HIAA， glutamine， pimelate， proline， tyramine and valine were 10.00-3 200 ng/mL （r=0.993 8-0.998 9， n=6）. The lower limit of quantification was 10 ng/mL; the linear range of hippurate， tryptophan and tyrosine were 1 600-51 200 ng/mL （r=0.999 2-0.999 7， n=6）. The lower limit of quantitation was 1 600 ng/mL. The results of accuracy tests were 86.29%-98.65% （n=6）. RSDs of intra-day and inter-day precision tests were no more than 14.65% （n=6）. CV of matrix effect were 6.18%-14.37% （n=6）. Extraction recovery rates were 86.21%-98.14% （n=6）. RE of stability tests were no more than 14.71% （n=3-6）. CONCLUSIONS： The method is sensitive， accurate and suitable for the determination of 9 substances in human.

KEYWORDS? ?Depression patients; Urine concentration; LC-MS/MS; Amino acid substances

抑郁癥神經(jīng)生物化學方面的研究是近幾十年來的研究的熱點，取得了很大的進展，通過對抑郁癥臨床治療的有效藥物進行研究，幾乎所有在臨床上有效的抗抑郁劑都能夠影響人體內(nèi)物質(zhì)含量的變化[1-2]。 目前臨床常用抗抑郁藥，如三環(huán)類抗抑郁藥、單胺氧化酶抑制藥、5-羥色胺（5-HT）再攝取抑制劑、 特異性的5-HT和去甲腎上腺素再攝取抑制劑（NERI）等，都圍繞增加5-HT、去甲腎上腺素（NE）等發(fā)揮抗抑郁作用。然而，現(xiàn)有的抗抑郁藥的治療率低、起效時間長、復(fù)發(fā)率高等諸多不足引起了研究人員對抑郁癥和抗抑郁藥的重視。隨著代謝組學在抑郁癥研究中的廣泛應(yīng)用，抗抑郁藥的外周干預(yù)機制逐步凸顯。以γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）為代表的氨基酸類物質(zhì)與抑郁癥關(guān)系的動物實驗研究顯示，抑郁模型小鼠體內(nèi)GABA增加是通過谷氨酸脫羧酶65和谷氨酸脫羧酶67兩個合成限速酶的增加引起的，從而進一步引起小鼠行為和情感狀態(tài)的改變[3]。隨著研究的進一步深入，許多研究者又提出抑郁癥與人體尿液中多種內(nèi)源性物質(zhì)相關(guān)，包括興奮性氨基酸物質(zhì)（例如谷氨酰胺），單胺類物質(zhì)代謝產(chǎn)物（例如5-羥基吲哚乙酸、色氨酸），NE和5-HT再攝取抑制劑（例如酪胺、酪氨酸）和其他氨基酸（例如脯氨酸、纈氨酸、庚二酸、馬尿酸）[4-5]。建立測定尿液中上述內(nèi)源性物質(zhì)含量的方法，對研究上述物質(zhì)與抑郁癥的關(guān)系具有重要意義。

朱曉偉、馬曉麗等[6-7]利用柱前或者柱后衍生法建立了測定氨基酸的含量測定方法;Filee R、Thianthum S等[8-9]將柱后茚三酮衍生聯(lián)用離子交換色譜法（Ion-exchange chromatography，IEC）廣泛地運用于氨基酸的含量測定。雖然上述方法具有良好的分離度、線性范圍和重現(xiàn)性，但是，其分析時間較長，尤其對于尿液樣本，方法的專屬性可能會因為與其余化合物潛在的相互作用而降低。此外，反相高效液相色譜（RP-HPLC）柱后鄰苯二甲醛衍生化用于測定氨基酸含量時雖然也分析時間較短及靈敏度較高，但是其樣品前處理方法較為復(fù)雜[10-12]。

本研究選擇將尿液樣品經(jīng)乙腈處理后，采用液相色譜-質(zhì)譜串聯(lián)（LC-MS/MS）法測定其中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、馬尿酸、庚二酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、酪胺、纈氨酸的濃度。由于生物內(nèi)源性的空白樣本較難獲取，本研究在方法學考察過程中，全部將健康人體尿液樣本中氨基酸類內(nèi)源性物質(zhì)的本底扣除。經(jīng)方法學考察，該方法專屬、準確、靈敏度高，可用于臨床健康人體和抑郁癥患者尿液中上述9種內(nèi)源性物質(zhì)的含量測定。

1 材料

1.1 儀器

1200高效液相色譜儀，包括G1322A在線脫氣機、G1312B泵、G1316B柱溫箱、G1367C自動進樣器（美國Agilent公司）;API 5500四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀，配備電噴霧離子化源（ESI）（美國AB公司）。

1.2 藥品與試劑

5-羥基吲哚乙酸對照品（批號：TGECA-MI，純度：>98%）、馬尿酸對照品（批號：L4UOB-EC，純度：>98%）、庚二酸對照品（批號：FIMO1-QDIT，純度：>98%）、酪胺對照品（批號：LDVVF-AP，純度：>98%）、色氨酸對照品（批號：6XHKM-ON，純度：99%）均購自中國TCI試劑公司;脯氨酸對照品（批號：A02130623，純度：99%）、酪氨酸對照品（批號：A02131107，純度：98.5%）、纈氨酸對照品（批號：A02131208，純度：99%）均購自思域化工科技有限公司;谷氨酰胺對照品（阿拉丁試劑公司，批號：J1318016，純度：99%）;可的松（內(nèi)標，中國食品藥品檢定研究院，批號：101128-201001，純度：97.2%）;甲醇、乙腈（美國Tedia公司，色譜純）;水為超純水，其他試劑均為分析純。

1.3 尿液樣本

本研究選取抑郁癥患者和健康受試者各6例，分別采集其晨尿。所有抑郁癥患者均符合以下條件：（1）符合《中國精神障礙分類與診斷標準》第3版（CCMD-3）中關(guān)于抑郁癥的診斷標準[13];（2）漢密爾頓抑郁量表HDRS評分為17～≤28分;（3）年齡18～60歲;（4）排除腦器質(zhì)性疾病、嚴重軀體疾病、藥物濫用和藥物過敏者，以及青光眼、內(nèi)分泌疾病及嚴重自殺企圖者;（5）既往無藥物服用史。所有健康受試者（18～60歲）和抑郁癥患者的心電圖、胸片檢查、血生化、血常規(guī)、尿常規(guī)及免疫學檢查結(jié)果均正常。本研究方案已經(jīng)通過武漢市第三醫(yī)院倫理委員會的論證，受試者均簽署書面知情同意書。

2 方法與結(jié)果

2.1 色譜條件與質(zhì)譜條件

色譜柱：XTerra RP18（100 mm×3.91 mm，3.5 ?m）;流動相A：0.1%乙酸-水，流動相B：0.1%乙酸-乙腈，梯度條件：0～1 min 99%A，1～9 min 99%→68%A，9～11 min，68%→1%A，11～14 min 1%A;流速：0.45 mL/min;進樣量：5 μL;柱溫：40 ℃;進樣器溫度：4 ℃。

采用電噴霧離子源（ESI），以多反應(yīng)監(jiān)測方式（MRM）正離子模式進行定量分析，源噴射電壓：5.5 kV，霧化溫度：500 ℃，霧化氣（N2）壓力：20 psi，輔助氣（N2）壓力：10 psi，氣簾氣（N2）壓力：20 psi。9種待測物和內(nèi)標的質(zhì)譜參數(shù)見表1，二級質(zhì)譜圖見圖1。

2.2 溶液的制備

2.2.1 對照品貯備液 精密稱取5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、馬尿酸、庚二酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、酪胺、纈氨酸對照品適量，分別置于量瓶中，加2%甲酸-水 ∶ 甲醇 （90 ∶ 10，V/V）溶解并定容，制成質(zhì)量濃度均為1.000? ? mg/mL的對照品貯備液。

2.2.2 內(nèi)標溶液 精密稱取可的松對照品適量，置于量瓶中，加甲醇溶解并定容，制成質(zhì)量濃度為30.02 mg/mL的內(nèi)標溶液。

2.3 尿液樣品的處理

精密吸取尿液上清液200 μL，置于1.5 mL EP管中，精密加入內(nèi)標溶液20 μL，渦旋30 s，再加入200 μL的乙腈，渦旋60 s，于4 ℃下6 000×g離心10 min，吸取上清液1.5 mL，置于EP管中，于40 ℃下氮氣吹干，殘渣用100? μL 10%甲醇水溶液溶解，于4 ℃下6 000×g離心10 min，取上清液進樣分析。

2.4 專屬性試驗

取同一例臨床抑郁癥患者尿液6份，按“2.3”項下方法處理后進樣分析，在該條件下，谷氨酰胺、脯氨酸、纈氨酸、酪胺、酪氨酸、色氨酸、庚二酸、馬尿酸、5-羥基吲哚乙酸和內(nèi)標可的松的保留時間依次為2.01、2.11、2.33、4.42、4.72、7.40、8.80、8.90、9.11、12.01 min，LC-MS/MS圖見圖2。

2.5 線性關(guān)系和定量下限考察

精密量取“2.2.1”項下一系列對照品貯備液，分別以健康受試者尿液上清液稀釋，制成下列質(zhì)量濃度的對照品混合工作液，其中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為10.00、25.00、100.00、200.00、400.00、1 600、3 200 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為1 600、3 200、6 400、12 800、25 600、51 200 ng/mL，按“2.3”項下方法處理后進樣分析，記錄峰面積。另取已知含量的健康受試者尿液200 μL，加入200 μL乙腈，渦旋60 s，于4 ℃下6 000×g離心10 min，取上清液，于40 ℃下氮氣吹干，再用100? ? μL 10%甲醇水復(fù)溶，6 000×g離心10 min，取上清液進樣分析，記錄內(nèi)源性峰面積。以加入對照品的質(zhì)量濃度為橫坐標（x），加入對照品后的峰面積減去內(nèi)源性峰面積之差與內(nèi)標峰面積的比值為縱坐標（y），繪制標準曲線。9種待測物的線性關(guān)系和定量下限結(jié)果見表2。

2.6 準確度試驗

精密量取“2.2.1”項下一系列對照品貯備液，分別以健康受試者尿液稀釋，制成3個質(zhì)量濃度的溶液，每個濃度制備6份，其中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為20、1 000、2 500 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為2 000、10 000、50 000 ng/mL，按“2.3”項下方法處理后進樣分析，以測定值/標示值×100%計算準確度。結(jié)果顯示，9種待測物的準確度在86.29%～98.65%之間，均符合相關(guān)規(guī)定。準確度試驗結(jié)果見表3。

2.7 精密度試驗

精密量取“2.2.1”項下一系列對照品貯備液，以健康受試者尿液上清液稀釋，制成3個質(zhì)量濃度的溶液，其中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為20、1 000、2 500 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為2 000、10 000、50 000 ng/mL，按“2.3”項下方法處理后進樣分析，每個濃度樣品日內(nèi)測定6份，連續(xù)測定6 d，記錄峰面積，計算日內(nèi)、日間精密度。結(jié)果顯示，9種待測物的日內(nèi)、日間RSD均不高于14.65%（n=6），均符合相關(guān)規(guī)定。精密度試驗結(jié)果見表4。

2.8 基質(zhì)效應(yīng)考察

取流動相200 μL，加入200 μL乙腈，渦旋60 s，于4 ℃下6 000×g離心10 min，取上清液，分別加入3個質(zhì)量濃度的混合對照品溶液100 μL（5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為20、1 000、2 500 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為2 000、10 000、50 000 ng/mL）和內(nèi)標溶液20 μL，每個濃度制備6份，吸取上清液于1.5 mL EP管中，于40 ℃下氮氣吹干，再用100 μL 10%甲醇水復(fù)溶，6 000×g離心10 min，取上清液進樣分析，記錄峰面積A1。另取已知含量的健康受試者尿液上清液200 μL，按上述方法操作記錄峰面積A2。再取已知含量的健康受試者尿液200 μL，加入200 μL乙腈，渦旋60 s，于4 ℃下6 000×g離心10 min，取上清液，于40 ℃下氮氣吹干，再用100 μL 10%甲醇水復(fù)溶，6 000×g離心10 min，取上清液進樣分析，記錄峰面積A3。以（A2-A3）/A1×100%計算基質(zhì)效應(yīng)。結(jié)果顯示，9種待測物基質(zhì)效應(yīng)的CV均<15%，均符合相關(guān)規(guī)定，基質(zhì)效應(yīng)考察結(jié)果見表5。

2.9 提取回收率試驗

取已知分析物含量的健康受試者尿液200 μL，分別加入3個質(zhì)量濃度的混合對照品溶液100 μL（5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為20、1 000、2 500 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為2 000、10 000、50 000 ng/mL）和內(nèi)標溶液20 μL，每個濃度制備6份，渦旋30 s，加入200 μL乙腈，渦旋60 s，于4 ℃ ，6 000×g離心10 min，取上清液于1.5 mL離心管中，于40 ℃下氮氣吹干，再用100 μL 10%甲醇水復(fù)溶，6 000×g離心10 min，取上清液進樣分析，記錄峰面積A4。再分別取已知含量的健康受試者尿液200 μL，按“2.8”項下方法操作，記錄峰面積A2和A3。以（A4-A3）/A2×100%計算提取回收率。結(jié)果顯示，9種待測物提取回收率為86.21%～98.14%，RSD為4.14%～14.29%，均符合相關(guān)規(guī)定，提取回收率試驗結(jié)果見表6。

2.10 穩(wěn)定性試驗

2.10.1 室溫穩(wěn)定性 取同一份已知含量的健康人體尿液上清液，分別加入不同質(zhì)量濃度的混合對照品溶液，分別制成3個質(zhì)量濃度的溶液，每個濃度制備3份，其中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為20、1 000、2 500 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為2 000、10 000、50 000 ng/mL，分別在室溫下放置0、3、6、9、12 h后，按“2.3”項下方法處理后進樣分析，計算測定值與標示值的RE。結(jié)果顯示，9種待測物的RE均<14.71%（n=5），均符合相關(guān)規(guī)定。

2.10.2 處理后穩(wěn)定性 取同一份已知含量的健康人體尿液上清液，分別加入不同質(zhì)量濃度的混合對照品溶液，分別制成3個質(zhì)量濃度的溶液，每個濃度制備3份，其中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為20、1 000、2 500 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為2 000、10 000、? 50 000 ng/mL，按“2.3”項下方法處理后，在室溫下放置0、3、6、9、12、24 h，再按“2.1”項下條件進樣分析，計算測定值與標示值的RE。結(jié)果顯示，9種待測物的RE均<14.21%（n=6），均符合相關(guān)規(guī)定。

2.10.3 凍融穩(wěn)定性 取同一份已知含量的健康人體尿液上清液，分別加入不同質(zhì)量濃度的混合對照品溶液，分別制成3個質(zhì)量濃度的溶液，每個濃度制備3份，其中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為20、1 000、2 500 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為2 000、10 000、50 000 ng/mL，連續(xù)-20 ℃冷凍、室溫融化3次后，再按照“2.3”項下方法處理后進樣分析，計算測定值與標示值的RE。結(jié)果顯示，待測物的RE均<13.25%（n=3），均符合相關(guān)規(guī)定。

2.10.4 長期穩(wěn)定性 取同一份已知含量的健康人體尿液上清液，分別加入不同質(zhì)量濃度的混合對照品溶液，分別制成3個質(zhì)量濃度的溶液，每個濃度制備3份，其中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、纈氨酸、庚二酸、脯氨酸、酪胺的質(zhì)量濃度分別為20、1 000、2 500 ng/mL，色氨酸、酪氨酸、馬尿酸的質(zhì)量濃度分別為2 000、10 000、50 000 ng/mL，于-20 ℃下分別凍存1、15、30 d后，再按照“2.3”項下方法處理后進樣分析，計算測定值與標示值的RE。結(jié)果顯示，9種待測物的RE均<14.52%（n=3），均符合相關(guān)規(guī)定。

2.11 應(yīng)用

按本文方法分別測定6例抑郁癥患者晨尿中的5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、馬尿酸、庚二酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、酪胺和纈氨酸的含量，結(jié)果見表7。

3 討論

生物體內(nèi)內(nèi)源性物質(zhì)由于濃度極低、干擾物質(zhì)多，一直是定量分析的難點。經(jīng)典的離子交換法和柱后衍生法也存在一些固有不足，如檢測時間長、前處理過程煩瑣、條件限制較多、干擾物質(zhì)多。LC-MS/MS法具有普適性好、分析時間短，且可以同時檢測多種內(nèi)源性物質(zhì)的特點，在內(nèi)源性物質(zhì)的體內(nèi)含量分析中發(fā)揮著重要的作用。然而，現(xiàn)有的測定內(nèi)源性物質(zhì)的LC-MS/MS法，通常需要使用昂貴的不含有內(nèi)源性物質(zhì)的特殊介質(zhì)或者忽略基質(zhì)效應(yīng)，直接采用對照品溶液進行方法學考察。另一方面，由于儀器靈敏度限制，許多內(nèi)源性物質(zhì)的LC-MS/MS法樣品前處理方法煩瑣、耗時長、費用高。

5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、馬尿酸、庚二酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、酪胺和纈氨酸是人體尿液中的內(nèi)源性物質(zhì)，含量低，與臨床多種疾病緊密相關(guān)。本文建立了LC-MS/MS法測定抑郁癥患者尿液中5-羥基吲哚乙酸、谷氨酰胺、馬尿酸、庚二酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、酪胺和纈氨酸的濃度，采用扣除內(nèi)源性物質(zhì)本底的方法進行方法學考察，對于其他生物內(nèi)源性物質(zhì)的定量測定具有借鑒意義，同時該檢測方法樣本采用直接沉淀法，操作十分便捷。

綜上所述，本方法靈敏度高、重現(xiàn)性好、回收率高，可用于人體尿液中上述9種內(nèi)源性物質(zhì)的定量檢測。

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（收稿日期：2019-09-23 修回日期：2019-11-10）

（編輯：鄒麗娟）