CN111208250A - 一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒 - Google Patents
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Abstract
一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,所述的维生素包括VA、VD2、VD3、VE和VK1;所述试剂盒包括如下试剂分别包括电解质浓缩液A、电解质浓缩液B、标准品母液、内标液、萃取液和质控品QC(L)、QC(M)、QC(H);本发明试剂盒与现有技术相比具有如下优势:灵敏度高、特异性强、准确且前处理过程较简单,6min之内可完成化合物的分离和检测,基质效应与精密度基本满足要求,可用于临床上血清中VA、VD2、VD3、VE和VK1的定量分析,为临床上维生素缺乏的健康评估提供一种可靠的检测方法。
Description
技术领域
本发明属于分析检测技术领域,更具体的是涉及一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒。
背景技术
维生素(Vitamin)是维持人和动物正常生理功能的重要物质,这类物质必须从食物中获得,在人类的生长发育和代谢中发挥着重要的作用。机体缺乏维生素会引起各种代谢障碍,甚至引发疾病,这类疾病被统称为维生素缺乏症。维生素分为水溶性维生素和脂溶性维生素两大类,本专利中涉及到的维生素为脂溶性维生素,包括维生素A,D,E,K1。
维生素A在视网膜的功能(适应昏暗的光线)中起着至关重要的作用,是上皮组织生长和分化、骨骼生长、生殖和胚胎发育所必需的。维生素A与某些类胡萝卜素一起增强免疫功能。眼睛和皮肤的退行性变化在维生素A缺乏症中很常见。严重或长期缺乏会导致干眼症、角膜溃疡、瘢痕和失明,摄入不足还可能导致免疫力低下。过量的维生素A是有毒的,临床表现多种多样,包括皮肤干燥、唇裂、舌炎、呕吐、脱发、骨质疏松和疼痛、高钙血症、淋巴结肿大、高脂血症、闭经,以及颅内压增高、乳头水肿的大脑假瘤的特征。伴有门脉高压的肝纤维化也可能发生。孕妇服用维生素A过量可能会引起胎儿先天性畸形,如自然流产,颅面畸形,和心脏瓣膜疾病。维生素D在体内的主要存在形式为25-OH维生素D,其中25-OHVD2和25-OHVD3与健康密切相关,缺乏维生素D可能会引起儿童佝偻病,还可能会影响机体的神经、肌肉、造血及免疫等组织器官的功能。维生素E又被称为生育酚,作为抗氧化剂和自由基清除剂,保护所有细胞生物膜中不饱和脂肪的完整性,保护视黄醇(维生素A)不受氧化破坏。维生素E可以促进内皮细胞中前列环素的形成,并抑制血栓细胞中血栓烷类的形成,从而减少血栓细胞在内皮细胞表面的聚集。儿童缺乏维生素E可导致可逆的运动和感觉神经病。维生素K1又称为凝血维生素,包括K1、K2、K3、K4等几种形式,该专利中检测的为维生素K1,维生素K1在体内功能主要是促进凝血、生血,同时促进身体对钙、糖的吸收。
目前,国内外有关血清和血浆中各种维生素的测定方法报道很多,测定维生素的方法有很多种,其中常见的方法有:层析法、分光光度法、气相色谱法、液相色谱法,在众多的方法中,液相色谱法或液相串联质谱法为测定维生素的首选方法,以往方法存在前处理复杂、干扰因素多、特异性差、分析时间长、灵敏度不高、定性定量准确性差且重现性较差的问题,迄今为止,尚未见到一种能够同时检测血液中多种脂溶性维生素的有效方法及试剂盒的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,所述的维生素包括维生素A(VA)、25-羟基维生素D2(VD2)、25-羟基维生素D3(VD3)、维生素E(VE)、维生素K1(VK1);
所述试剂盒包括如下试剂:
电解质浓缩液A:甲酸水溶液;
电解质浓缩液B:甲酸铵水溶液;
标准品母液:含VA、VD2、VD3、VE和VK1的甲醇溶液;
内标液:含有VA、VD2、VD3、VE和VK1对应内标的甲醇溶液;
萃取液:甲基叔丁基醚;
质控品:含有VA、VD2、VD3、VE和VK1的空白血清基质溶液,分为低、中、高三个浓度,分别为QC(L)、QC(M)、QC(H)。
测试时将血清样本与所有待测物的内标溶液混合,通过甲基叔丁基醚萃取液一步液-液萃取获得预处理血清,采用高效液相色谱串联质谱进行分离,用质谱检测目标物与其对应同位素内标的质荷比(m/z),使用同位素内标法定量,准确计算出5种脂溶性维生素的含量。
优选地,质控品中VA、VD2、VD3、VE和VK1对应的QC(L)、QC(M)、QC(H)浓度见表1;
表1质控品对应浓度(单位ng/mL)
QC(L) | QC(M) | QC(H) | |
VA | 80 | 400 | 800 |
VD2 | 4 | 20 | 40 |
VD3 | 8 | 40 | 80 |
VE | 800 | 4000 | 8000 |
VK1 | 0.2 | 1 | 2 |
优选地,所述的空白血清基质溶液为甲醇溶液。
优选地,所述的标准品母液为含有40000ng/mLVA、4000ng/mLVD2、4000ng/mLVD3、400000ng/mLVE和200ng/mLVK1标准品的甲醇溶液。
具体地,分别准确移取5mg/mLVA 8μL、100μg/mLVD240μL、100μg/mLVD340μL、10mg/mLVE 40μL、50μg/mLVK14μL至同一离心管中,然后加入868μL甲醇,涡旋均匀,得到标准品母液;
优选地,所述的内标液为含有500ng/mL VA-IS、200ng/mL VD2-IS、200ng/mLVD3-IS、750ng/mLVE-IS和10ng/mLVK1-IS内标的甲醇溶液。
具体地,分别准确移取100μg/mLVA-IS 5μL、50μg/mLVD2-IS 4μL、50μg/mLVD3-IS2μL、50μg/mLVE-IS 5μL、2μg/mLVK1-IS 5μL至同一离心管中,然后加入975μL甲醇,涡旋均匀,得到内标液;
优选地,所述的血清为人或动物的血清。
上述试剂盒的制备方法,包括:
(1)电解质浓缩液A:取甲酸溶液1.5mL,加入超纯水1.5mL,涡旋5s,混匀得电解质浓缩液A;
电解质浓缩液B:用电子天平称取9.460g甲酸铵置于50ml BD管中,加入超纯水至刻度线15mL,混合均匀并超声至完全溶解得电解质浓缩液B;
(2)标准品母液:准确移取5mg/mLVA 8μL、100μg/mLVD240μL、100μg/mLVD340μL、10mg/mLVE 40μL、50μg/mLVK14μL至同一离心管中,然后加入868μL甲醇,涡旋均匀,得到标准品母液,浓度参表2:
表2标准品母液溶液浓度
(3)内标液:各内标的混合液,用甲醇溶液配制,所述的内标液按如下方法制备得到:分别准确移取100μg/mLVA-IS 5μL、50μg/mLVD2-IS 4μL、50μg/mLVD3-IS 2μL、50μg/mLVE-IS 5μL、2μg/mLVK1-IS 5μL至同一离心管中,然后加入975μL甲醇,涡旋均匀,得到内标液,浓度参见表3:
表3内标工作液浓度
(4)萃取液:甲基叔丁基醚;
(5)质控品:
低浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用含甲醇溶液稀释500倍(1:499);
中浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用甲醇溶液稀释100倍(1:99);
高浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用甲醇溶液稀释50倍(1:49)。
超高效液相色谱串联质谱技术检测预处理血清中VA、VD2、VD3、VE和VK1的方法,血清样本通过蛋白沉淀后,振荡、离心取上清进样,先利用超高效液相色谱将VA、VD2、VD3、VE和VK1与血清基质分离,再利用质谱同位素内标定量法,以标准品与内标物的浓度比为X轴,标准品与内标物的峰面积比为Y轴,建立校准曲线,计算出预处理血清中待测物的浓度。
其中,标准溶液按照如下方法制备得到:取15μL标准品母液加入至285μL甲醇溶液中作为第一个高值浓度点(S7);移取100μL S7用等体积甲醇稀释得第二高值浓度点(S6);移取40μL S7,加入160μL甲醇稀释得第三浓度点(S5);移取40μL S6加入160μL甲醇稀释得第四浓度点(S4);移取40μL S5加入160μL甲醇稀释得第五浓度点(S3);移取40μL S4加入160μL甲醇稀释得第六浓度点(S2);移取40μL S4加入120μL甲醇稀释得第七浓度点(S1);每个浓度点样品取100μL,加入20μL内标液,涡旋数秒后加入1000μL萃取液,振荡5min,14000r/min离心5min,转移850uL上清液于另一离心管中,氮吹至近干,加入90μL95%甲醇复溶,高速振荡3min,离心2min后得到上清液,待进样,具体浓度参表4。
表4标准曲线浓度
S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 | |
VA | 20 | 40 | 80 | 200 | 400 | 1000 | 2000 |
VD2 | 2 | 4 | 8 | 20 | 40 | 100 | 200 |
VD3 | 2 | 4 | 8 | 20 | 40 | 100 | 200 |
VE | 200 | 400 | 800 | 2000 | 4000 | 10000 | 20000 |
VK1 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 1 | 2 | 5 | 10 |
其中,所述的预处理血清按照如下方法制备得到:取100μL血清于1.5mL离心管中,向其中加入20μL内标液,涡旋5秒后加入1000μL甲基叔丁基醚,振荡5min,14000r/min离心5min,转移850μL上清液于另一离心管中,氮吹至近干,加入90μL 95%甲醇复溶,高速振荡3min,离心2min后得到上清液样品。
具体测试条件为:
色谱条件:流动相A:含0.1%甲酸的水;流动相B:含0.1%甲酸和2mmol甲酸铵的甲醇;流速为0.4mL/min,柱温为50℃,进样体积为2μL;采用梯度洗脱方式,流动相按照表5中的梯度保留时间均匀变化;
表5流动相梯度洗脱参数
时间 | 流速(mL/min) | %A | %B | Curve |
0.0 | 0.4 | 25 | 75 | - |
1.0 | 0.4 | 15 | 85 | 6 |
1.5 | 0.4 | 1 | 99 | 6 |
4.0 | 0.4 | 1 | 99 | 6 |
6.0 | 0.4 | 25 | 75 | 1 |
质谱条件:电喷雾电离正离子模式,多反应监测的质谱扫描模式;喷雾电压:3.0KV;去溶剂温度:120℃;雾化气温度:550℃,雾化气流速:800L/h,锥孔气流速:150L/h;同时监测目标物维生素的对应的标准品和内标母离子、子离子、去簇电压和碰撞电压,参数见表6;
表6质谱检测参数
化合物 | 母离子m/z | 子离子m/z | 去簇电压(V) | 碰撞电压(V) |
VA | 269.22 | 92.81 | 15 | 10 |
VA-IS | 277.24 | 98.10 | 40 | 20 |
VE | 431.29 | 164.91 | 5 | 5 |
VE-IS | 437.35 | 171.96 | 10 | 8 |
VD2 | 395.23 | 118.93 | 50 | 25 |
VD2-IS | 401.33 | 118.93 | 48 | 23 |
VD3 | 383.27 | 106.87 | 28 | 27 |
VD3-IS | 389.3 | 371.34 | 44 | 13 |
VK1 | 451.29 | 186.93 | 50 | 23 |
VK1-IS | 458.33 | 194.01 | 44 | 23 |
有益效果:
采用本发明试剂盒检测血清中的5中维生素,包括VA、VD2、VD3、VE和VK1,灵敏度高、特异性强、准确且前处理过程较简单,6min之内可完成化合物的分离和检测,基质效应与精密度基本满足要求,可用于临床上血清中VA、VD2、VD3、VE和VK1的定量分析,为临床上维生素缺乏的健康评估提供一种可靠的检测方法。
附图说明
图1为本发明中5种维生素标准品提取离子流色谱图;
图2为血清中5种维生素提取离子流色谱图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
以下实施例所用的仪器和材料来源如下:
(1)方法学研究实验的样本来自于武汉亚洲心脏病医院2018年10月份门诊收集的血清样本。
(2)仪器:Xevo TQ-S三重四级杆质谱仪(Waters Corporation);UPLC I-Class超高效液相色谱系统(配自动进样器,Waters Corporation);SCILOGEX D2012高速台式离心机(美国);超纯水仪(ELGA LabWater,英国);多管涡旋混合仪(Vortex genie2,美国);可调移液器(Eppendorf0.5-10μL,10-100μL,100-1000μL);玻璃仪器、量筒等。
(3)试剂耗材:甲酸(Fisher,美国,MS级)、甲酸铵(sigma,美国);甲醇(Honeywell,HPLC级);甲基叔丁基乙醚(Fisher,美国,HPLC级);色谱柱Waters BEH C18,1.7μm,2.1x50mm(Waters)。
(4)标准品:维生素A购自Sigma公司,25-羟基维生素D2、25-羟基维生素D3维生素E、维生素K1,购自ISOscience公司。
(5)质控品:质控品中VA、VD2、VD3、VE和VK1对应的QC(L)、QC(M)、QC(H)浓度见表1;
表1质控品对应浓度(单位ng/mL)
QC(L) | QC(M) | QC(H) | |
VA | 80 | 400 | 800 |
VD2 | 4 | 20 | 40 |
VD3 | 8 | 40 | 80 |
VE | 800 | 4000 | 8000 |
VK1 | 0.2 | 1 | 2 |
实施例1
分析试剂盒中各组分见表7。
表7维生素分析试剂盒组分
上述试剂盒的制备方法,包括:
(1)电解质浓缩液A:取甲酸溶液1.5mL,加入超纯水1.5mL,涡旋5s,混匀得电解质浓缩液A;
电解质浓缩液B:用电子天平称取9.460g甲酸铵置于50ml BD管中,加入超纯水至刻度线15mL,混合均匀并超声至完全溶解得电解质浓缩液B;
(2)标准品母液:准确移取5mg/mLVA 8μL、100μg/mLVD2 40μL、100μg/mLVD3 40μL、10mg/mLVE 40μL、50μg/mLVK1 4μL至同一离心管中,然后加入868μL甲醇,涡旋均匀,得到标准品母液,浓度参表2:
表2标准品母液溶液浓度
(3)内标液:各内标的混合液,用甲醇溶液配制,所述的内标液按如下方法制备得到:分别准确移取100μg/mLVA-IS 5μL、50μg/mLVD2-IS 4μL、50μg/mLVD3-IS 2μL、50μg/mLVE-IS 5μL、2μg/mLVK1-IS 5μL至同一离心管中,然后加入975μL甲醇,涡旋均匀,得到内标液,浓度参见表3:
表3内标液浓度
(4)萃取液:甲基叔丁基醚;
(5)质控品:
低浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用含甲醇溶液稀释500倍(1:499);
中浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用甲醇溶液稀释100倍(1:99);
高浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用甲醇溶液稀释50倍(1:49)。
实施例2
采用超高效液相色谱串联质谱技术检测预处理血清中VA、VD2、VD3、VE和VK1的方法,血清样本通过蛋白沉淀后,振荡、离心取上清进样,先利用超高效液相色谱将VA、VD2、VD3、VE和VK1与血清基质分离,再利用质谱同位素内标定量法,以标准品与内标物的浓度比为X轴,标准品与内标物的峰面积比为Y轴,建立校准曲线,计算出预处理血清中待测物的浓度。
样品处理:
标曲配制:取15μL标准品母液加入至285μL甲醇溶液中作为第一个高值浓度点(S7);移取100μL S7用等体积甲醇稀释得第二高值浓度点(S6);移取40μL S7,加入160μL甲醇稀释得第三浓度点(S5);移取40μL S6加入160μL甲醇稀释得第四浓度点(S4);移取40μLS5加入160μL甲醇稀释得第五浓度点(S3);移取40μL S4加入160μL甲醇稀释得第六浓度点(S2);移取40μL S4加入120μL甲醇稀释得第七浓度点(S1);每个浓度点样品取100μL,加入20μL内标液,涡旋数秒后加入1000μL萃取液,振荡5min,14000r/min离心5min,转移850uL上清液于另一离心管中,氮吹至近干,加入90μL95%甲醇复溶,高速振荡3min,离心2min后得到上清液,待进样,具体浓度参表4。
表4标准曲线浓度
预处理血清的制备:取100μL血清于1.5mL离心管中,向其中加入20μL内标液,涡旋5秒后加入1000μL甲基叔丁基醚,振荡5min,14000r/min离心5min,转移850μL上清液于另一离心管中,氮吹至近干,加入90μL 95%甲醇复溶,高速振荡3min,离心2min后得到上清液样品;
质控品前处理:分别取质控品溶液QC(L),QC(M),QC(H)各100μL于1.5mL离心管中,然后跟血清样品前处理方法一致。
具体检测条件为:
色谱条件:流动相A:含0.1%甲酸的水;流动相B:含0.1%甲酸和2mmol甲酸铵的甲醇;流速为0.4mL/min,柱温为50℃,进样体积为2μL;采用梯度洗脱方式,流动相按照表1中的梯度保留时间均匀变化;
质谱条件:电喷雾电离正离子模式,多反应监测的质谱扫描模式;喷雾电压:3.0KV;去溶剂温度:120℃;雾化气温度:550℃,雾化气流速:800L/h,锥孔气流速:150L/h;同时监测目标物维生素的对应的标准品和内标母离子、子离子、去簇电压和碰撞电压,参数见表2;
实施例3
性能验证
1.校准曲线:采用同位素内标定量法,利用TargetLynx软件以标准物与内标物的浓度比为X轴,标准物与内标物峰面积比为Y轴,建立校准曲线,并计算出血清中待测物的浓度。5种维生素在各自浓度范围内的线性拟合方程,线性良好,相关系数在0.99以上,满足定量要求,见表8。
表8线性回归方程及线性相关系数
2.最低定量限
最低定量限(LLOQ)作为标曲线性范围的最低点,也反映方法的灵敏度。因部分维生素在人体含量低,对方法的灵敏度和特异性要求很高,本方法进行优化和考察,目前最低定量限(LLOQ)基本满足5种维生素同时检测的灵敏度要求,LLOQ的浓度具体见表9。
表9方法定量下限
3.准确度考察
取正常人血清样品分别添加VA、VD2、VD3、VE和VK1的标准品,得到不同浓度样本,以同位素内标法定量测定5种维生素的浓度,计算统计添加回收率,血清中5种维生素的加标回收率结果在85%-115%之间,均满足要求。结果见表10。
表10添加回收试验结果(单位ng/mL)
4.精密度试验
取正常人血清样品一天内重复处理6批,连续处理三天以同位素内标法定量测定5种维生素的浓度,计算批内精密度、批间精密度,结果见表11。
表11批内批间精密度试验结果(单位ng/mL)
综合上述验证试验可知使用该试剂盒,前处理操作简单,分析时间短,通量高,比目前常用的脂溶性维生素分析检测时间要缩短一半;在定量下限附近加标浓度的回收率结果在91.21%-111.22%之间,且相对标准偏差在1.64%-4.66%之间,满足美国美国临床实验室标准协会CLSI C62-A的相关要求;方法的重现性结果表明,血清中5种维生素批内精密度为1.78~8.13%,批间精密度分别为4.11%~9.52%,方法的重现性良好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,其特征在于,所述的维生素包括VA、VD2、VD3、VE和VK1;
所述试剂盒包括如下试剂:
电解质浓缩液A:甲酸水溶液
电解质浓缩液B:甲酸铵水溶液;
标准品母液:含VA、VD2、VD3、VE和VK1的甲醇溶液;
内标液:含有VA、VD2、VD3、VE和VK1对应内标的甲醇溶液;
萃取液:甲基叔丁基醚;
质控品:含有VA、VD2、VD3、VE和VK1的空白血清基质溶液,分为低、中、高三个浓度,分别为QC(L)、QC(M)、QC(H)。
2.根据权利要求1所述的一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,其特征在于,质控品中VA、VD2、VD3、VE和VK1对应的QC(L)、QC(M)、QC(H)浓度见表1;
表1质控品对应浓度(单位ng/mL)
3.根据权利要求1所述的一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,其特征在于,所述的空白血清基质溶液为甲醇溶液。
4.根据权利要求1所述的一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,其特征在于,所述的标准品母液为含有40000ng/mL VA、4000ng/mL VD2、4000ng/mL VD3、400000ng/mL VE和200ng/mL VK1标准品的甲醇溶液。
5.根据权利要求1所述的一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,其特征在于,所述的内标液为含有500ng/mL VA-IS、200ng/mL VD2-IS、200ng/mL VD3-IS、750ng/mL VE-IS和10ng/mL VK1-IS内标的甲醇溶液。
6.根据权利要求1所述的一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,其特征在于,所述的血清为人或动物的血清。
7.根据权利要求1所述的一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,其特征在于,电解质浓缩液A为50%v/V甲酸水溶液。
8.根据权利要求1所述的一种超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素的试剂盒,其特征在于,电解质浓缩液B为10M甲酸铵水溶液。
9.权利要求1-8中任意一项所述的试剂盒的制备方法,其特征在于,
(1)电解质浓缩液A:取甲酸溶液1.5mL,加入超纯水1.5mL,涡旋5s,混匀得电解质浓缩液A;
电解质浓缩液B:用电子天平称取9.460g甲酸铵置于50mlBD管中,加入超纯水至刻度线15mL,混合均匀并超声至完全溶解得电解质浓缩液B;
(2)标准品母液:准确移取5mg/mLVA 8μL、100μg/mLVD 240μL、100μg/mLVD3 40μL、10mg/mLVE 40μL、150μg/mLVK 4μL至同一离心管中,然后加入868μL甲醇,涡旋均匀,得到标准品母液,浓度参表2:
表2标准品母液溶液浓度
(3)内标液:各内标的混合液,用甲醇溶液配制,所述的内标液按如下方法制备得到:分别准确移取100μg/mLVA-IS 5μL、50μg/mLVD2-IS 4μL、50μg/mLVD3-IS 2μL、50μg/mLVE-IS5μL、2μg/mLVK1-IS 5μL至同一离心管中,然后加入975μL甲醇,涡旋均匀,得到内标液,浓度参见表3:
表3内标液浓度
(4)萃取液:甲基叔丁基醚;
(5)质控品:
低浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用含甲醇溶液稀释500倍(1:499);
中浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用甲醇溶液稀释100倍(1:99);
高浓度质控品:取步骤(2)中的标准品母液用甲醇溶液稀释50倍(1:49)。
10.权利要求1-8中任意一项所述的试剂盒在利用超高效液相色谱串联质谱法检测血清中5种脂溶性维生素中的应用。
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