CN111474256A - 基于hplc-msms的粪便中胆汁酸定量分析方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于HPLC‑MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,以同位素胆汁酸为内标,采用超高效液相色谱‑三重四级杆质谱联用技术对粪便中人源结合型和非结合型胆汁酸进行定量检测,使胆汁酸检测具有灵敏度高,特异性强,和定量结果准确的优点,对28种人源结合型和非结合型胆汁酸的检测,覆盖了人体重要的胆汁酸,为临床检测和疾病研究提供技术手段,样本处理快速,结果准确,适用于临床诊断和科研应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术检测领域,具体涉及一种基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法。
背景技术
胆汁酸是胆汁的重要主成,在肝脏中合成,具有多种生理功能,不仅在脂肪和脂溶性维生素的吸收、转运过程和防止胆石生成中发挥重要的作用,而且胆汁酸是胆固醇降解的主要通路。胆汁酸不仅与脂肪吸收和胆固醇降解有关,还是一种重要的信号分子,与能量的动态平衡及葡萄糖代谢有关。肠道菌群与胆汁酸代谢关系密切,均参与了肥胖、糖尿病等代谢性疾病的发生发展。
肠道菌群可以发挥生物屏障、免疫调节、营养支持、抗肿瘤等作用,并且人体肠道菌群的组成具有个体特异性。肠道微生物可以影响胆汁酸的代谢、合成和重吸收,同时胆汁酸亦可以反过来调控肠道菌群的稳态,抑制细菌生长。通过调节调节宿主-肠道菌群-胆汁酸轴可以实现治疗糖尿病、肥胖等代谢性疾病。因此检测粪便中的胆汁酸含量对诊断、治疗疾病具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,以同位素胆汁酸为内标,对粪便中人源结合型和非结合型胆汁酸进行定量检测,具有方法实验原理简单明确,样本处理快速,结果准确,适用于临床诊断和科研应用。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,包括如下步骤:
步骤S1配制内标溶液,分别精密称取同位素胆汁酸,加入甲醇溶解,将各同位素胆汁酸甲醇溶液混合均匀,再用50%的甲醇溶液配制成混合内标溶液;
步骤S2配制标准品混合液,分别精密称取各胆汁酸标准品,加入甲醇溶解,将各胆汁酸标准品溶液混合均匀,再用50%的甲醇溶液配制成系列浓度梯度的混合内标溶液,系列浓度梯度的混合内标溶液加入步骤S1制得的混合内标溶液后进行步骤S4的色谱分析和S5的质谱分析,并绘制标准曲线;
步骤S3样品前处理,取粪便样品,加入超纯水进行混浆处理,取样品混浆加入甲醇和步骤S1制得的混合内标溶液,涡旋混合,孵育沉淀蛋白,离心取上清液,将上清液真空干燥,备用;色谱进样前采用甲醇水溶液复溶,离心,取上清液进行步骤S4和S5的分析;
步骤S4高效液相色谱分析,色谱条件是:8℃进样,柱温45℃,流速为250μL/min,相关液相梯度如下:0-7min,B相从60%线性变化到70%;7-15min,B相从70%线性变化至85%;15-17min,B相维持在85%;17-17.1min,B相从85%线性变化至60%;17.1-20min,B相维持在60%;
步骤S5质谱分析,串联质谱分析,两级质谱的条件都是:电喷雾电离负离子(ESI-)检测模式下,采用多反应监测(MRM)的质谱扫描模式对;离子源温度(sourcetemperature):550℃,雾化气压(ion Source Gas1(Gas1)):40,辅助气压(Ion SourceGas2(Gas2)):40,气帘气(Curtain gas(CUR)):30,喷雾电压(ionSapary VoltageFloating(ISVF)):-4500V。
根据以上方案,所述的步骤S1中的混合内标溶液是各同位素胆汁酸的浓度均为200ng/mL的混合内标溶液;所述的同位素胆汁酸包括胆酸-d4(Cholic acid-d4),鹅脱氧胆酸-d4(Chenodeoxycholic acid-d4),脱氧胆酸-d5(Deoxycholic acid-d5),甘胆酸-d5(Glycocholic acid-d5),甘鹅脱氧胆酸-d7-钠盐(Glycochenodeoxycholic acid-d7sodium salt),α-猪脱氧胆酸-d5(α-Hyodeoxycholic acid-d5),熊脱氧胆酸(Ursodeoxycholic acid-d4),甘熊脱氧胆酸-d5(Glycoursodeoxycholic acid-d5),石胆酸-d4(Lithocholic acid-d4),牛磺胆酸-d5-钠盐(Taurocholic acid-d5 sodium salt),牛磺鹅脱氧胆酸-d5-钠盐(Taurochenodexycholic acid-d5 sodium salt),甘脱氧胆酸-d4(Glycodeoxycholic acid-d4),牛磺脱氧胆酸-d4-钠盐(Taurodeoxycholic acid-d4sodium salt)。
根据以上方案,所述的步骤S2中的系列浓度范围是1ng/mL-1000ng/mL;所述的胆汁酸标准品包括胆酸(Cholic acid);α-鼠胆酸(α-Muricholic acid);β-鼠胆酸(β-Muricholic acid);γ-鼠胆酸(γ-Muricholic acid);甘胆酸(Glycocholic acid);牛磺胆酸(Taurocholic acid);脱氧胆酸(Deoxycholic acid);鹅脱氧胆酸(Chenodeoxycholicacid);熊脱氧胆酸(Ursodeoxycholic acid);猪脱氧胆酸(Hyodeoxycholic acid);鼠胆酸(Murocholic acid);甘脱氧胆酸(Glycodeoxycholic acid);甘鹅脱氧胆酸(Glycochenodeoxycholic acid);甘熊脱氧胆酸(Glycoursodeoxycholic acid);甘熊脱氧胆酸(Glycohyodeoxycholic acid);牛磺脱氧胆酸(Taurodeoxycholic acid);牛磺鹅脱氧胆酸(Taurochenodexycholic acid);牛磺熊脱氧胆酸(Tauroursodeoxycholic acid);牛磺猪脱氧胆酸(Taurohyodeoxycholic acid);石胆酸(Lithocholic acid);异石胆酸(Isolithocholic acid);甘石胆酸(Glycolithocholic acid);牛磺石胆酸(Taurolithocholic acid);去氢胆酸(3-Dehydrocholic acid);7-酮基脱氧胆酸(7-Ketodeoxycholic acid);6,7-二酮基石胆酸(6,7-Diketolithocholic acid);7-酮基石胆酸(7-Ketolithocholic acid)和12-酮基石胆酸(12-Ketolithocholic acid)。
根据以上方案,所述的步骤S3中的超纯水和甲醇均预先冷冻到4℃;所述的孵育沉淀蛋白是-20℃孵育20min沉淀蛋白;所述的离心是4℃条件下,14000rcf离心15min;用于复溶的甲醇水溶液为50%甲醇水溶液。
根据以上方案,所述的步骤S4中的A相为0.1%FA水溶液,B相为甲醇。
根据以上方案,所述的步骤S5的质谱分析中各离子对及其对应的去簇电压、碰撞电压和碰撞池出口电压参数如下:
同时检测目标胆汁酸离子对以及同位素内标胆汁酸离子对,上半部分为目标胆汁酸离子对,下半部分是同位素内标胆汁酸离子对;其中,DP是去簇电压;CE是碰撞电压;EP是碰撞池出口电压;RT是色谱保留时间。
本发明的有益效果是:通过同位素内标定量,可对粪便中的28种人源性结合型和非结合型胆汁酸准确定量,方法精密度和准确度较高,可用于临床粪便样本的定量分析,为临床疾病提供了一种无创疾病诊断的方法,并为疾病肠道微生物研究提供了一种技术手段,具有方法灵敏度高、特异性高、准确且前处理方法简单的优点。
附图说明
图1是28种胆汁酸标品的提取离子色谱图;
图2是粪便中28种胆汁酸的提取离子色谱图。
附图为实施例中必然出现的实验结果图,每次实验的结果图谱会因每次实际实验的差异而发生变法,图中的文字不清晰不会影响本技术方案的重复实施。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
一种基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,包括如下步骤:
步骤S1配制内标溶液,分别精密称取同位素胆汁酸,包括胆酸-d4,鹅脱氧胆酸-d4,脱氧胆酸-d5,甘胆酸-d5,甘鹅脱氧胆酸-d7-钠盐,α-猪脱氧胆酸-d5,熊脱氧胆酸,甘熊脱氧胆酸-d5,石胆酸-d4,牛磺胆酸-d5-钠盐,牛磺鹅脱氧胆酸-d5-钠盐,甘脱氧胆酸-d4,牛磺脱氧胆酸-d4-钠盐,加入甲醇溶解制成各种0.5mg/mL的同位素胆汁酸甲醇溶液,将各同位素胆汁酸甲醇溶液混合均匀,再用50%的甲醇溶液配制成各胆汁酸的成分均为200ng/mL的混合内标溶液。
步骤S2配制标准品混合液,分别精密称取各胆汁酸标准品,包括胆酸;α-鼠胆酸;β-鼠胆酸;γ-鼠胆酸;甘胆酸;牛磺胆酸;脱氧胆酸;鹅脱氧胆酸;熊脱氧胆酸;猪脱氧胆酸;鼠胆酸;甘脱氧胆酸;甘鹅脱氧胆酸;甘熊脱氧胆酸;甘熊脱氧胆酸;牛磺脱氧胆酸;牛磺鹅脱氧胆酸;牛磺熊脱氧胆酸;牛磺猪脱氧胆酸;石胆酸;异石胆酸;甘石胆酸;牛磺石胆酸;去氢胆酸;7-酮基脱氧胆酸;6,7-二酮基石胆酸;7-酮基石胆酸和12-酮基石胆酸,加入甲醇溶解制成5mg/mL的标准品溶液,将各胆汁酸标准品溶液混合均匀,再用50%的甲醇溶液配制成系列浓度梯度的混合内标溶液,包括1ng/mL、2ng/mL、5ng/mL、10ng/mL、50ng/mL、100ng/mL、500ng/mL和1000ng/mL,各浓度梯度的混合内标溶液都加入步骤S1制得的混合内标溶液后进行步骤S4的色谱分析和S5的质谱分析,并绘制标准曲线,标准品的离子色谱图如图1。
步骤S3样品前处理,取30g粪便样品,加入300μL预冷至4℃的超纯水进行混浆处理,匀浆液稀释10倍后,取100μL样品混浆加入500μL预冷至4℃的甲醇和10μL步骤S1制得的混合内标溶液,涡旋混合,-20℃孵育20min沉淀蛋白,4℃条件下,14000rcf离心15min,取上清液400μL真空干燥,备用;色谱进样前采用100μL50%甲醇水溶液复溶,4℃条件下,14000rcf离心15min,取上清液进行步骤S4和S5的分析,粪便中28种胆汁酸的提取离子色谱图如图2所示。
步骤S4高效液相色谱分析,采用超高效液相色谱系统进行分离;流动相:A相为0.1%FA水溶液,B相为甲醇。色谱柱:Waters,ACQUITY UPLC BEH C18 1.7μm,2.1mm×100mmcolumn,8℃进样,柱温45℃,流速为250μL/min,相关液相梯度如下:0-7min,B相从60%线性变化到70%;7-15min,B相从70%线性变化至85%;15-17min,B相维持在85%;17-17.1min,B相从85%线性变化至60%;17.1-20min,B相维持在60%。
步骤S5质谱分析,串联质谱分析,两级质谱的条件都是:电喷雾电离负离子检测模式下,采用多反应监测的质谱扫描模式对;离子源温度:550℃,雾化气压:40,辅助气压:40,气帘气:30,喷雾电压:-4500V;同时检测目标氨基酸离子对以及同位素内标氨基酸离子对,各离子对及其对应的去簇电压、碰撞电压和碰撞池出口电压参数如下:
上半部分为目标胆汁酸离子对,下半部分是同位素内标胆汁酸离子对;其中,DP是去簇电压;CE是碰撞电压;EP是碰撞池出口电压;RT是色谱保留时间。
取28种各100μg/mL浓度的标准品,用50%甲醇(1:1,v:v)配制成系列浓度的混合标准溶液(1ng/mL-1000ng/mL),进样2μL分析。以各待测物峰面积与内标无峰面积比值为纵坐标y,相应的浓度为横坐标x,做线性回归曲线,y=ax+b;以标曲最低点为定量限(LOQ),结果如下:
从上述结果可以看出各待测物的线性相关系数R2均大于0.99,即28种胆汁酸在各自浓度线性范围内呈良好的线性关系,满足定量要求。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的相关技术人员应当理解:可以对本发明进行修改或者同等替换,但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (6)
1.一种基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1配制内标溶液,分别精密称取同位素胆汁酸,加入甲醇溶解,将各同位素胆汁酸甲醇溶液混合均匀,再用50%的甲醇溶液配制成混合内标溶液;
步骤S2配制标准品混合液,分别精密称取各胆汁酸标准品,加入甲醇溶解,将各胆汁酸标准品溶液混合均匀,再用50%的甲醇溶液配制成系列浓度梯度的混合内标溶液,系列浓度梯度的混合内标溶液加入步骤S1制得的混合内标溶液后进行步骤S4的色谱分析和S5的质谱分析,并绘制标准曲线;
步骤S3样品前处理,取粪便样品,加入超纯水进行混浆处理,取样品混浆加入甲醇和步骤S1制得的混合内标溶液,涡旋混合,孵育沉淀蛋白,离心取上清液,将上清液真空干燥,备用;色谱进样前采用甲醇水溶液复溶,离心,取上清液进行步骤S4和S5的分析;
步骤S4高效液相色谱分析,色谱条件是:8℃进样,柱温45℃,流速为250μL/min,相关液相梯度如下:0-7min,B相从60%线性变化到70%;7-15min,B相从70%线性变化至85%;15-17min,B相维持在85%;17-17.1min,B相从85%线性变化至60%;17.1-20min,B相维持在60%;
步骤S5质谱分析,串联质谱分析,两级质谱的条件都是:电喷雾电离负离子检测模式下,采用多反应监测的质谱扫描模式对;离子源温度:550℃,雾化气压:40,辅助气压:40,气帘气:30,喷雾电压:-4500V。
2.根据权利要求1所述的基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,其特征在于,所述的步骤S1中的混合内标溶液是各同位素胆汁酸的浓度均为200ng/mL的混合内标溶液;所述的同位素胆汁酸包括胆酸-d4,鹅脱氧胆酸-d4,脱氧胆酸-d5,甘胆酸-d5,甘鹅脱氧胆酸-d7-钠盐,α-猪脱氧胆酸-d5,熊脱氧胆酸,甘熊脱氧胆酸-d5,石胆酸-d4,牛磺胆酸-d5-钠盐,牛磺鹅脱氧胆酸-d5-钠盐,甘脱氧胆酸-d4,牛磺脱氧胆酸-d4-钠盐。
3.根据权利要求1所述的基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,其特征在于,所述的步骤S2中的系列浓度范围是1ng/mL-1000ng/mL;所述的胆汁酸标准品包括胆酸;α-鼠胆酸;β-鼠胆酸;γ-鼠胆酸;甘胆酸;牛磺胆酸;脱氧胆酸;鹅脱氧胆酸;熊脱氧胆酸;猪脱氧胆酸;鼠胆酸;甘脱氧胆酸;甘鹅脱氧胆酸;甘熊脱氧胆酸;甘熊脱氧胆酸;牛磺脱氧胆酸;牛磺鹅脱氧胆酸;牛磺熊脱氧胆酸;牛磺猪脱氧胆酸;石胆酸;异石胆酸;甘石胆酸;牛磺石胆酸;去氢胆酸;7-酮基脱氧胆酸;6,7-二酮基石胆酸;7-酮基石胆酸和12-酮基石胆酸。
4.根据权利要求1所述的基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,其特征在于,所述的步骤S3中的超纯水和甲醇均预先冷冻到4℃;所述的孵育沉淀蛋白是-20℃孵育20min沉淀蛋白;所述的离心是4℃条件下,14000rcf离心15min;用于复溶的甲醇水溶液为50%甲醇水溶液。
5.根据权利要求1所述的基于HPLC-MSMS的粪便中胆汁酸定量分析方法,其特征在于,所述的步骤S4中的A相为0.1%FA水溶液,B相为甲醇。
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