CN108931598A - 基于lc-ms/ms的血清中40种氨基化合物的检测试剂盒 - Google Patents
基于lc-ms/ms的血清中40种氨基化合物的检测试剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于LC‑MS/MS的血清中40种氨基化合物的检测试剂盒,包括标准品、质控品、同位素内标工作液、衍生剂、复溶液、流动相A、流动相B。本试剂盒可以分别检测血清中40种氨基化合物,用时较短,检测效率高,检测灵敏度高。
Description
技术领域
本发明涉及质谱检测领域,具体地涉及血清中40种氨基化合物的检测方法以及检测试剂盒。
背景技术
氨基化合物是人体内的一类重要化合物,广义上讲,氨基化合物包括氨基酸、生物胺(单胺、多胺、无机胺)、二肽和生物碱等,他们参与人体氮代谢、对人体的发育和正常代谢起着重要的作用。例如氨基酸是构成肽和蛋白质的基本单位,同时也在一些疾病如苯丙酮尿症、酪氨酸代谢紊乱的发生和发展中扮演着至关重要的角色。氨基化合物的检测可以作为健康诊断和疾病筛查的重要手段,可以为及早预防疾病、改善身体营养状态和营养补充提供参考标准,也可结合氨基化合物代谢组学分析指导临床营养补充,同时通过对氨基酸检测结果的系统分析,可以提示检测结果的临床意义和干预调节建议,给医师和营养师进一步诊断、分析提供参考,还可以为营养保健品开发、环境检测等领域提供参考。
目前氨基化合物检测方法主要采用柱前衍生的高效液相色谱法,但是由于这类化合物极性差异大,在反相色谱中难以保留,往往需要先对化合物进行衍生,常用的氨基衍生剂包括邻苯二甲醛、乙养基甲叉丙二酸二乙酯、苯甲酰氯、丹磺酰氯、6-氨基喹啉-N-琥珀酰亚胺甲酯(AQC)等。检测方法包括HPLC—UV,其缺点是灵敏度较低,对于某些标本(如脑脊液等)难以达到检测要求,HPLC—ECD虽然灵敏度较高,但由于其工作电极与检测溶液直接接触,保持电极表面处于一种持续的活化状态较为困难,且技术要求较高。液相色谱-串联质谱技术(LC-MS/MS)充分整合了液相色谱对复杂样本的高分离能力与质谱的高选择性、高灵敏度等优势,提供了可靠、精确的相对分子质量及结构信息,简化了实验步骤,节省了样品准备时间和分析时间,因具备高灵敏度、检测限低、分析时间快、分离效果好、自动化程度高等特点,是当今最重要的分离和定量方法之一。
本文描述了基于柱前衍生LC-MS/MS同时检测40种氨基化合物的方法,并对其中21种氨基酸进行了绝对定量研究,将该方法用于人体血清的分析,可实现样品中40种氨基化合物的定性和高灵敏度检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种准确检测血清中40种氨基化合物的方法与相应的试剂盒。
本发明的第一方面提供了一种用于检测血清中40种氨基化合物的检测试剂盒,包括:
(1)标准品,所述的标准品中至少含有40种氨基化合物;
(2)质控品,所述的质控品中至少含有40种氨基化合物;
(3)同位素内标工作液,所述的同位素内标工作液中至少含有22种同位素内标;
(4)衍生剂,所述的衍生剂为6-氨基喹啉-N-琥珀酰亚胺甲酯;
(5)复溶液,所述的复溶液为甲醇水溶液;
(6)流动相A,所述的流动相A为乙酸铵水溶液;和
(7)流动相B,其中所述的流动相B为乙酸铵乙腈溶液。
在另一优选例中,所述的标准品中至少含有21种氨基化合物。
在另一优选例中,所述的质控品中至少含有21种氨基化合物。
在另一优选例中,所述的同位素内标工作液中至少含有15种同位素内标。
在另一优选例中,所述的氨基化合物选自下组:丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)、苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)、蛋氨酸(Met)、甘氨酸(Gly)、酪氨酸(Tyr)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、胱硫醚(Cth)、2-氨基丁酸(Abu)、肌肽(Car)、o-磷酸乙醇胺(PEth)、o-磷酸丝氨酸(Pser)、牛磺酸(Tau)、2-氨基异丁酸(Aibu)、顺式-4-羟基脯氨酸(OHPro)、乙醇胺(Eth)、2-氨基己二酸(Aad)、高瓜氨酸(Hcit)、γ-氨基丁酸(GABA)、肌氨酸(Sar)、β-丙氨酸(bAla)、3-甲基组氨酸(3MHis)、1-甲基组氨酸(1MHis)、5-羟基赖氨酸盐酸盐(OHLys)、精氨琥珀酸(ASA)二钠盐水合物、瓜氨酸(Cit)、鸟氨酸(Orn)、天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)和/或鹅肌肽(Ans)。
在另一优选例中,所述的氨基化合物选自下组:Ala、Pro、Thr、Gln、Cit、Arg、Gly、Lys、His、Ser、Ans、Orn、Met、Val、Ile、Phe、Tyr、Asp、Glu、Trp和/或Leu。
在另一优选例中,所述的同位素内标选自下组:Lys-d4、Ile-d10、Ser-d3、Gly-d3、Ala-d3、Asn-d3、Tyr-d7、Pro-d3、Arg-15N4、Val-d8、Leu-d10、Trp-d5、Phe-d8、Met-d3和/或Thr-d5。
在另一优选例中,所述的复溶液中甲醇的体积浓度为8%-50%。
在另一优选例中,所述的乙酸铵水溶液的浓度为2~20mmol/L,较佳地,5~15mmol/L,更佳地,为8~12mmol/L。
在另一优选例中,所述的乙酸铵乙腈溶液的浓度为2~20mmol/L,较佳地,5~15mmol/L,更佳地,为8~12mmol/L。
本发明的第二方面提供了一种如本发明第一方面所述的检测试剂盒的用途,用于检测包括血清、尿液和体液中氨基酸化合物。
本发明的第三方面提供了一种基于LC-MS/MS的血清中40种氨基化合物的检测方法,包括步骤:
(1)提供以样品与同位素内标工作液的混合物;
(2)对所述的混合物作离心处理,取上清液置于96深孔板中,吹干溶剂后加入衍生剂,进行震荡衍生处理,从而得到衍生处理液;
(3)吹干所述衍生处理液的溶剂,加入复溶液进行复溶以及混匀处理,从而得到待测液;和
(4)对待测液进行检测。
在另一优选例中,离心速率为10000~15000rpm,离心时间为3~8min。
在另一优选例中,离心速率为13000rpm,离心时间为5min。
在另一优选例中,离心处理在25~30℃下进行。
在另一优选例中,所述的样品包括:血清样品、标准品和质控品。
在另一优选例中,所述的血清样品包括:人血清样品、牛血清样品、大鼠血清样品、小鼠血清样品。
在另一优选例中,所述的方法用于包括血清、尿液和体液中氨基酸的检测。
应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
附图说明
图1血清氨基化合物动态MRM扫描图谱。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究,通过大量筛选,首次开发了一种基于LC-MS/MS的氨基化合物检测方法,所述方法采用特定的流动相以及特定的质谱检测条件,不仅简化操作,并且可以在一次检测中同时检测40种氨基化合物的方法,并对其中21种氨基酸进行了绝对定量研究,且检测结果的灵敏度高,检测结果准确性高。在此基础上完成了本发明。
如本文所用,术语“含有”或“包括(包含)”可以是开放式、半封闭式和封闭式的。换言之,所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则百分比和份数按重量计算。
标准品和试剂
40种氨基化合物标准品,其中丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)、苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)、蛋氨酸(Met)、甘氨酸(Gly)、酪氨酸(Tyr)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、胱硫醚(Cth)、2-氨基丁酸(Abu)、肌肽(Car)、o-磷酸乙醇胺(PEth)、o-磷酸丝氨酸(Pser)、牛磺酸(Tau)、2-氨基异丁酸(Aibu)、顺式-4-羟基脯氨酸(OHPro)、乙醇胺(Eth)、2-氨基己二酸(Aad)、高瓜氨酸(Hcit)、γ-氨基丁酸(GABA)、肌氨酸(Sar)、β-丙氨酸(bAla)、3-甲基组氨酸(3MHis)、1-甲基组氨酸(1MHis)、5-羟基赖氨酸盐酸盐(OHLys)、精氨琥珀酸(ASA)二钠盐水合物、瓜氨酸(Cit)、鸟氨酸(Orn)、购买于Sigma-Aldrich(美国),天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)购买于Toronto Research Chemicals Inc.(美国),鹅肌肽(Ans)购买于上海源叶生物公司(中国上海)。同位素内标Lys-d4,Ile-d10,Ser-d3,Gly-d3,Ala-d3,Asn-d3,Tyr-d7,Pro-d3,Arg-15N4同样购买于Toronto Research Chemicals Inc;Val-d8,Leu-d10,Trp-d5,Phe-d8,Met-d3购自于CDN ISOTOPES(加拿大);Thr-d5购买于Cambridge Isotope Laboratories,Inc(美国)。衍生剂6-氨基喹啉-N-琥珀酰亚胺甲酯(AQC)来自于Synchem UG&Co.KG(德国)。
样品准备
取正常人群过夜后空腹血清样本,立即离心取上清,-20℃保存待测。取10μL样品(稀释后的血清、标准品或者质控品)加入1.5mL EP管中,再加入100μL内标工作液,漩涡充分混匀,13000rpm,4℃离心5min,取50μL上清于96深孔板中,37℃N2吹干后,加入500μL衍生剂(正丁醇乙酰氯溶液(9:1,v:v)),60℃震荡衍生1h,60℃N2吹干后,加入100μL复溶液(甲醇水溶液(1:1,v:v))复溶。漩涡混匀10min后进样检测。
色谱条件
高效液相色谱:LC-20AD,Shimadzu Corporation
色谱柱:ZORBAX Bonus RP柱(100*3.0mm,3.5μm,安捷伦)
流动相:
A pH=3的10mmol/L乙酸铵(国药集团化学试剂有限公司,中国,上海)水溶液。
B pH=3的10mmol/L乙酸铵乙腈(Sigma-Aldrich,美国)溶液。
洗脱梯度:
表1.液相洗脱梯度
序号 | 时间(min) | %B | 流速(mL/min) |
1 | 0.01 | 10 | 0.5 |
2 | 20.00 | 100 | 0.5 |
3 | 28.00 | 10 | 0.5 |
柱温:40℃
样品池温度:8℃
进样体积:2μL
质谱条件
质谱:API 3200MD,AB Sciex.
离子源参数:Curtain Gas(CUR)20,Collision Gas(CAD)8,ion spray voltage5000V,source temperature 500℃,CUR 20.0,GS1 60.0,and GS260.0.
化合物检测离子和检测条件通过纯净的标准品直接注射进样优化得到,优化结果如下表所示:
表2.化合物质谱检测参数
结果和讨论
人血清中氨基酸含量相对于其它小分子化合物较高,然而AQC在乙腈中的溶解度有限,过度稀释血清样本可能会造成检测结果产生较大偏差,这往往成为AQC衍生测定血清样本的限制因素。考虑到上述原因本实验只对40种氨基化合物中的常见21种氨基酸进行绝对定量,并从精密度、线性、基质效应、回收率四个方面对该检测方法进行验证。
检测方法的确立
每个化合物的单标按照上述前处理方法处理后,直接质谱进样。AQC衍生氨基酸后的化合物作为母离子,母离子经过碰撞池后均产生C10N2OH7 +(m/z 171)特征离子,以该特征离子作为子离子。优化相关质谱参数后得到最佳质谱条件(见表2)。优化液相方法,最终得到所有氨基化合物的动态MRM扫描色谱图(见图1)。
精密度
对其中21种氨基酸进行方法学验证,配制高、低两种质控品(浓度分别为线性最高点浓度的60%和6%)。同一天内,对高、低浓度质控参考品经前处理后进样检测,平行做6组,分别计算组内标准偏差,得到批内差。连续测三天,分别计算组间标准偏差,得到批间差。测定结果见表3,批内差和批间差均在10%以内。
表3.批内差和批间差
线性(linearity)
对其中21种氨基酸进行方法学验证,配制线性参考品经前处理后进样检测,平行做6组,得到一条标准曲线,计算不同浓度组内标准偏差,平行做三天,得到三条标准曲线,计算不同浓度组间差,组内差和组间差均不大于15%,同时三条标准曲线相关系数R2大于0.99。
表4.化合物线性
表4给出了各个化合物的线性范围和标准曲线,线性范围选择依据文献报道正常人群血清中胆汁酸浓度,线性相关系数符合检测要求。
基质效应
血清中含有大量的氨基酸,且人源血清买卖受到一定的限制,因此本研究采用牛血清白蛋白的生理盐水溶液作为替代基质。为了验证该替代基质与血清样本之间在检测过程中是否存在基质效应,将采集的人血清样本与白蛋白生理盐水溶液按照1:1的比例混合,测定混合前后样品峰面积比是否存在差异。实验结果见表5,从表5可以看出相对平均偏差都在10%以内,说明牛血清白蛋白生理盐水溶液可以代替人血清作为基质来配制质控品和标准曲线。
表5.基质效应
回收率
回收率作为准确度判断的重要依据,在性能评估中是不可或缺的。本研究在低浓度质控品中添加一定浓度的标准品,测定添加前后的差值,与理论添加量作比较。结果见表6,可以看出所有化合物的回收率均在90%-110%之间。
表6.回收率
血清样品检测
表4是测定60个正常人血清氨基酸含量所得到的结果,最大值和最小值分别采用97.5%和2.5%的原则剔除两端偏差较大的值,这与文献报道参考值范围基本一致,说明该方法测定结果准确,具有可比性。同时该方法除了适用于血清中胆汁酸的检测外,也适用于尿液以及其它体液中氨基酸的检测,具有普适性。
本发明的主要优点包括:
本实验建立了血清中40种氨基化合物检测方法,并对其中21种进行绝对定量,该方法准确度高,适用性强,具有很好的临床应用价值。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种用于检测血清中40种氨基化合物的检测试剂盒,其特征在于,包括:
(1)标准品,所述的标准品中至少含有40种氨基化合物;
(2)质控品,所述的质控品中至少含有40种氨基化合物;
(3)同位素内标工作液,所述的同位素内标工作液中至少含有22种同位素内标;
(4)衍生剂,所述的衍生剂为6-氨基喹啉-N-琥珀酰亚胺甲酯;
(5)复溶液,所述的复溶液为甲醇水溶液;
(6)流动相A,所述的流动相A为乙酸铵水溶液;和
(7)流动相B,其中所述的流动相B为乙酸铵乙腈溶液。
2.如权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于,所述的氨基化合物选自下组:丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)、苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)、蛋氨酸(Met)、甘氨酸(Gly)、酪氨酸(Tyr)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、胱硫醚(Cth)、2-氨基丁酸(Abu)、肌肽(Car)、o-磷酸乙醇胺(PEth)、o-磷酸丝氨酸(Pser)、牛磺酸(Tau)、2-氨基异丁酸(Aibu)、顺式-4-羟基脯氨酸(OHPro)、乙醇胺(Eth)、2-氨基己二酸(Aad)、高瓜氨酸(Hcit)、γ-氨基丁酸(GABA)、肌氨酸(Sar)、β-丙氨酸(bAla)、3-甲基组氨酸(3MHis)、1-甲基组氨酸(1MHis)、5-羟基赖氨酸盐酸盐(OHLys)、精氨琥珀酸(ASA)二钠盐水合物、瓜氨酸(Cit)、鸟氨酸(Orn)、天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)和/或鹅肌肽(Ans)。
3.如权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于,所述的同位素内标选自下组:Lys-d4、Ile-d10、Ser-d3、Gly-d3、Ala-d3、Asn-d3、Tyr-d7、Pro-d3、Arg-15N4、Val-d8、Leu-d10、Trp-d5、Phe-d8、Met-d3和/或Thr-d5。
4.如权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于,所述的复溶液中甲醇的体积浓度为8%-50%。
5.如权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于,所述的乙酸铵水溶液的浓度为2~20mmol/L。
6.如权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于,所述的乙酸铵乙腈溶液的浓度为2~20mmol/L。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的检测试剂盒的用途,其特征在于,用于检测包括血清、尿液和体液中氨基酸化合物。
8.一种基于LC-MS/MS的血清中40种氨基化合物的检测方法,其特征在于,包括步骤:
(1)提供一样品与同位素内标工作液的混合物;
(2)对所述的混合物作离心处理,取上清液置于96深孔板中,吹干溶剂后加入衍生剂,进行震荡衍生处理,从而得到衍生处理液;
(3)吹干所述衍生处理液的溶剂,加入复溶液进行复溶以及混匀处理,从而得到待测液;和
(4)对待测液进行检测。
9.如权利要求8所述的检测方法,其特征在于,所述的样品包括:血清样品、标准品和质控品。
10.如权利要求9所述的检测方法,其特征在于,所述的血清样品包括:人血清样品、牛血清样品、大鼠血清样品和小鼠血清样品。
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