CN114441665A - 一种儿茶酚胺及其代谢物的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，至少包括：对含有儿茶酚胺及其代谢物的生物体液样本进行预处理，得到待测样本；对待测样本进行检测分析，得到生物体液中儿茶酚胺及其代谢物的检测结果；预处理包括固相萃取。本申请预处理采用非衍生化方法，简化了操作步骤，提高了重复性；且本申请检测方法能同时测定3个儿茶酚胺原型和3个代谢物的含量，满足了临床检测对时效性和经济成本的要求，具有临床应用价值。
Description
技术领域
本申请涉及一种儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，属于分析化学及临床检验技术领域。
背景技术
嗜铬细胞瘤起源于肾上腺髓质嗜铬细胞，分泌产生儿茶酚胺，包括多巴胺(DA)、肾上腺素(E)和去甲肾上腺素(NE)；副神经节瘤起源于肾上腺外嗜铬细胞，位于胸、腹和盆腔脊柱旁交感神经链，二者总称PPGLs(pheochromocytomas or paragangliomas)，是继发性高血压的少见类型，在普通门诊高血压患者中的患病率为0.2％～0.6％。副神经节瘤的临床表现多为顽固性高血压，有的患者伴有发作性多汗、心悸、头痛、震颤、皮肤苍白等症状和/或体位性低血压；有的首发症状为麻醉时出现高血压或高血压危象；有的患者可因严重心血管并发症而致死亡。
儿茶酚胺及其代谢物的测定是定性诊断PPGL的主要方法，包括DA、E和NE及其中间代谢产物，3-甲氧酪胺(3-MT)、变肾上腺素(MN)和去甲变肾上腺素(NMN)，MN和NMN合成MNs。《嗜铬细胞瘤和副神经节瘤诊断治疗的专家共识》推荐诊断PPGL的首选生化检测为测定血游离血浆游离MNs，其次可检测血或尿DA、E和NE浓度。另外，3-MT被认为是识别嗜铬细胞瘤有无转移的重要标志，而对于个别只分泌DA的PPGL可以检测血浆或尿液DA及其代谢产物3-MT的水平。
现有儿茶酚胺及其代谢物的测定方法主要为免疫测定和液相色谱串联质谱法测定。使用液相色谱串联质谱技术可以在复杂基质如人血浆和尿液中获得更高的灵敏度和特异性，可以降低对继发性高血压的误诊率，减少进一步检测(如影像学检测)的必要；同时液相色谱串联质谱技术可以分离干扰和结构相似的化合物；但目前缺乏能够同时检测6个儿茶酚胺及其代谢物的方法。而免疫测定则可能遭受来自类肾上腺素化合物的交叉反应干扰，导致错误的结果。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，特别是尿液中儿茶酚胺及其代谢物的检测，该方法能同时测定儿茶酚胺及其代谢物共6个化合物的含量，提高了检测的时效性并降低经济成本，能够满足临床液质检测需求。
所述儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，至少包括：
对含有儿茶酚胺及其代谢物的生物体液样本进行预处理，得到待测样本；
对待测样本进行检测分析，得到生物体液中儿茶酚胺及其代谢物的检测结果；
预处理包括固相萃取。
可选地，生物体液样本包括尿液。
可选地，固相萃取为阳离子交换固相萃取；
优选地，阳离子交换固相萃取为弱阳离子交换固相萃取。
可选地，固相萃取至少包括：
将含有儿茶酚胺及其代谢物的生物体液样本用含有阳离子交换基团的材料进行固相萃取分离。
可选地，固相萃取包括活化，上样，淋洗，洗脱；
其中，活化溶剂甲醇、水中的至少一种。
可选地，上样过程中生物体液样本用0.5～3倍体积的稀释；
所述稀释剂包括浓度为50～500mM的乙酸铵水溶液。
具体地，上样过程中，稀释剂的用量可独立选自生物体液样本体积的0.3倍、0.5倍、1倍、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍，或者上述任两个数值之间的任意数值。
可选地，淋洗过程中，淋洗液包括10～100mM的乙酸铵水溶液、有机溶剂中的至少一种；
有机溶剂为甲醇、乙腈、异丙醇中的至少一种；
淋洗液与生物体液样本的体积比为0.5～5：1。
具体地，淋洗液与生物体液样本的体积比下限可独立选自0.5：1、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1；淋洗液与生物体液样本的体积比上限可独立选自3：1、3.5：1、4：1、4.5：1、5：1。
可选地，洗脱过程中洗脱液包括体积分数为0.1％～10％甲酸的乙腈、体积分数为0.1％～10％甲酸的甲醇中的至少一种；
可选地，洗脱液与生物体液样本的体积比为0.1～5：1。
具体地，洗脱液与生物体液样本的体积比下限可独立选自0.5：1、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1；洗脱液与生物体液样本的体积比上限可独立选自3：1、3.5：1、4：1、4.5：1、5：1。
固相萃取包括：
1)分别用甲醇、水对固相萃取装置进行预处理；
2)将尿液样本用0.5～3倍体积的乙酸铵水溶液稀释，上样至固相萃取板；
所述乙酸铵水溶液浓度为50～500mM；
3)分别用乙酸铵水溶液和甲醇对上样后的固相萃取装置进行清洗；
所述乙酸铵水溶液浓度为10～100mM；
4)用含体积分数为0.1％～10％甲酸的乙腈进行洗脱，收集洗脱液。
具体地，固相萃取包括：
1)固相萃取板为
WCX 30mg 96孔板；
2)分别用甲醇、水对固相萃取板进行预处理；
3)将生物体液样本或标准样本用0.5～3倍体积的乙酸铵水溶液稀释，上样至固相萃取板；
所述乙酸铵水溶液浓度为50～500mM；
4)分别用乙酸铵水溶液和甲醇对上样后的固相萃取板进行清洗；
所述乙酸铵水溶液浓度为10～100mM；
5)用含体积分数为0.1％～10％甲酸的乙腈进行洗脱，收集洗脱液；
6)将洗脱液氮气吹干后，用50～100μL体积分数为0.1％～1％的甲酸溶液复溶，待分析。
本申请固相萃取可以选用填装有弱阳离子交换填料的萃取柱或孔板，本申请实施过程中采用96孔板，是为了方便批量处理。
可选地，儿茶酚胺及其代谢物选自多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、3-甲氧酪胺、变肾上腺素和去甲变肾上腺素中的至少一种。
可选地，待测样品中还包括儿茶酚胺及其代谢物的同位素内标物；
同位素内标物选自儿茶酚胺及其代谢物的13C标记物或氘代标记物；
检测分析包括采用同位素内标定量法进行定量。
优选地，以同位素内标物的质量计，待测样品中同位素内标物的含量为10～500ng/mL。
优选地，儿茶酚胺及其代谢物的同位素内标物分别选自d4-多巴胺、d3-肾上腺素、d6-去甲肾上腺素、d4-3-甲氧酪胺、d3-变肾上腺素、d3-去甲变肾上腺素。
具体地，以同位素内标物的质量计，待测样品中同位素内标物的含量下限可独立选自10ng/mL、50ng/mL、100ng/mL、150ng/mL、200ng/mL；同位素内标物的含量上限可独立选自250ng/mL、300ng/mL、350ng/mL、400ng/mL、500ng/mL。
可选地，检测分析至少包括：
分别对待测样本和标准样本进行液相色谱-质谱检测，得到待测样本检测数据和标准样本数据；
采用标准样本数据制作标准曲线；
将所述待测样本检测数据与所述标准曲线对照，计算得到尿液样本中儿茶酚胺及其代谢物的含量。
可选地，标准样本的获得，至少包括：
向空白基质中加入标准品溶液和同位素内标工作液，组成标准样本。
空白基质为60～100mM盐酸溶液。
优选地，空白基质与标准品溶液的体积比为3～30：1。
具体地，空白基质与标准品溶液的体积比下限可独立选自
可选地，所述检测分析还包括：
对所述标准样本先进行固相萃取，然后进行液相色谱-质谱检测。
具体地，同位素内标工作液制备方法：用60～100mM盐酸分别配制d4-多巴胺、d3-肾上腺素、d6-去甲肾上腺素、d4-3-甲氧酪胺、d3-变肾上腺素、d3-去甲变肾上腺素的储备液1mg/mL，用60～100mM盐酸将上述储备液稀释为同位素内标的混合溶液，其浓度为：100～5000ng/mL，待用。
具体地，在500μL尿液样本中加入50μL同位素内标工作液，进行固相萃取，待分析。
具体地，标准品溶液的配制方法：用60～100mM盐酸分别配制多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、3-甲氧酪胺、变肾上腺素、去甲变肾上腺素的储备液1mg/mL，用60～100mM盐酸将上述储备液稀释为不同浓度的系列标准品溶液。
具体地，在450μL空白基质中加入50μL标准品溶液和50μL同位素内标工作液，组成标准样本，进行固相萃取，待分析；
进一步，检测分析包括：
分别对待测样本和标准样本进行液相色谱-质谱检测，得到待测样本检测数据和标准样本数据；
采用标准样本数据制作标准曲线，以标准样本中儿茶酚胺及其代谢浓度为x轴，以儿茶酚胺及其代谢物与内标物峰面积比为y轴绘制标准曲线；
将待测样本检测数据与标准曲线对照，计算得到生物体液样本儿茶酚胺及其代谢物含量。
可选地，检测分析包括高效液相色谱串联质谱法。
可选地，高效液相色谱串联质谱法的检测条件包括：
液相色谱条件为：
色谱柱为5-氟苯基色谱柱；
流动相A为体积分数为0.1％～2％的挥发性酸溶液或0.1mmol/L～2mmol/L挥发性缓冲盐溶液；
流动相B为甲醇；
流动相的流速为0.3mL/min～0.5mL/min，柱温为30℃～45℃；
所述的挥发性酸溶液为甲酸、乙酸、三氟乙酸中的至少一种；
所述的挥发性缓冲盐溶液为甲酸铵、乙酸铵、氟化铵中的至少一种；
按照体积百分比，洗脱梯度为0～0.5min：2％流动相B；0.5～3min：2％-20％流动相B；3.1～5min：60％-95％流动相B；5.1～8min：2％流动相B；
质谱条件为：采用电喷雾电离源，正离子模式，多反应监测扫描模式。
可选地，进样体积为：2～20μL。
质谱条件为：采用电喷雾电离源，正离子模式，多反应监测扫描模式；气帘气为20～30kPa；碰撞气为Medium；喷雾电压为5000～6000V；加热气温度为500～550℃；
儿茶酚胺及其代谢物及其同位素内标的定量离子对、去簇电压DP和碰撞能量CE参数如下：
表1待测物及其同位素内标的MRM分析参数
可选地，生物体液为尿液。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，能同时测定儿茶酚胺及其代谢物共6个化合物的含量，与传统的免疫分析法及其他检测单一儿茶酚胺或其代谢物的方法比较，提高了检测的时效性并降低经济成本，能够满足临床液质检测需求。
2)本申请儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，不需要衍生化即可达到检测限要求，与其他需要衍生化的液质联用检测方法相比，步骤简化，既缩短预处理时间，又能够提高检测结果的重复性。
附图说明
图1为本申请实施例中待测物与其同位素内标物的提取离子流图，其中，左图为儿茶酚胺及其代谢物6种化合物的提取离子流图，右图为6种化合物对应的同位素内标物的提取离子流图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买得到。
实施例1
(1)同位素内标工作液的制备方法：用100mM盐酸分别配制d4-多巴胺、d3-肾上腺素、d6-去甲肾上腺素、d4-3-甲氧酪胺、d3-变肾上腺素、d3-去甲变肾上腺素的储备液1mg/mL，用60mM盐酸将上述储备液稀释为同位素内标的混合溶液，其中d4-多巴胺浓度为500ng/mL，其余5个同位素内标浓度为200ng/mL，待用。
(2)标准品溶液：用100mM盐酸分别配制多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、3-甲氧酪胺、变肾上腺素、去甲变肾上腺素的储备液1mg/mL，用60mM盐酸将上述储备液稀释为系列标准品溶液，共9个浓度点，每个点各个化合物浓度相同：分别为5ng/mL、12.5ng/mL、25ng/mL、50ng/mL、100ng/mL、500ng/mL、1000ng/mL、5000ng/mL、10000ng/mL。
(3)质控品(QC)溶液：用60mM盐酸将标准品储备液稀释为系列质控品溶液，共5个浓度点，每个点各个化合物浓度相同：分别为20ng/mL、200ng/mL、1000ng/mL、4000ng/mL、7500ng/mL。
多巴胺、去甲肾上腺素、3-甲氧酪胺、变肾上腺素和去甲变肾上腺素的浓度为其盐酸盐形式化合物的浓度，绘制标准曲线及计算质控品浓度时要换算为游离化合物浓度。
(4)标准样本及质控样本的预处理：在450μL空白基质(60mM盐酸)中加入50μL标准品溶液或质控品溶液，再加入50μL同位素内标工作液，进行固相萃取，待分析。
固相萃取过程如下：
1)固相萃取板为
WCX 30mg 96孔板；
2)分别用1mL甲醇和1mL水对固相萃取板进行预处理；
3)将标准样本及质控样本用0.5mL 500mM乙酸铵水溶液稀释，上样至固相萃取板；
4)分别用1mL 20mM乙酸铵水溶液和1mL甲醇对上样后的固相萃取板进行清洗；
5)用500μL含体积分数为2％甲酸的乙腈进行洗脱，收集洗脱液；
6)将洗脱液氮气吹干后，用100μL体积分数为0.2％的甲酸溶液复溶，待分析。
(5)高效液相色谱串联质谱分析
所用仪器为ABI Q TRAP 5500(AB SCIEX)；
高效液相色谱条件：流动相A为体积分数为0.2％的甲酸溶液；流动相B为甲醇；色谱柱为：Pursuit PFP 100x 2.0mm,3μm；流速为0.3mL/min，柱温为30℃，进样量为5μL；洗脱梯度为0～0.5min：2％B；0.5～3min：2％-20％B；3.1～5min：60％-95％B；5.1～8min：2％B。
质谱条件为：电喷雾电离源，正离子模式，采用多反应监测(MRM)的扫描模式；气帘气(CUR)为20kPa；碰撞气(CAD)为Medium；喷雾电压(IS)为5000V；加热气温度为550℃；待测物及其同位素内标的定量离子对、去簇电压(DP)和碰撞能量(CE)参数见表1。
验证采用本申请方法对儿茶酚胺及其代谢物测定的准确性，结果见表2-表6，表中LLOQ代表最低定量限；Dev代表测定浓度与理论浓度的偏差，反应的是准确度；CV(变异系数)代表精密度；QC1代表在空白基质(60mM盐酸)中加入质控品溶液得到的样本；QC2代表在人实际尿液样本中加入质控品溶液得到的样本；QC-L、QC-M、QC-H分别代表样本的低、中、高三个浓度。
1)线性评价：序列前后各走一条标准曲线(即在待测样本检测序列开始前和完成所有待测样本序列检测后，分别各检测获得一条标准曲线)，两条标准曲线拟合后，线性范围满足临床检测需求，曲线的回归系数大于0.99，符合要求(见表2)。
2)最低定量限LLOQ评价：重复制作5个标准曲线最低点作为LLOQ，其中去甲肾上腺素有4个点％Dev<15，其余5个化合物5个点均％Dev<15，变异系数CV值均在15％以内，。得到了多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、3-甲氧酪胺、变肾上腺素和去甲变肾上腺素的定量检出限(见表2)。
3)精密度与准确度评价：在空白基质(60mM盐酸)中加入质控品溶液作为QC1样本，分低、中、高三个浓度(具体见表5)，每个水平平行制作5份，精密度均在15％以内，反应准确度的回收率百分比均在85％～115％范围内(见表3)。
4)加标回收率评价：在人实际尿样中加入质控品溶液作为QC2样本，计算加标回收率，分低、中、高三个浓度(具体见表6)，每个水平平行制作5份，回收率基本在85％～115％范围内，变异系数CV值在20％以内(见表2、4)。
样本中儿茶酚胺及其代谢物6种化合物及其对应的同位素内标物的提取离子流图，如图1所示，可以看出实际样品中6中化合物与其同位素内标物的质谱数据相吻合，表明标准曲线能够用于实测样本浓度的计算。
表5 QC1各点浓度(ng/mL)
| 名称 | QC-L | QC-M | QC-H |
| 多巴胺 | 16.1 | 80.8 | 606 |
| 肾上腺素 | 2.00 | 20.0 | 100 |
| 去甲肾上腺素 | 1.65 | 16.5 | 329 |
| 3-甲氧酪胺 | 1.64 | 16.4 | 328 |
| 变肾上腺素 | 1.05 | 16.9 | 338 |
| 去甲变肾上腺素 | 1.67 | 16.7 | 83.4 |
表6 QC2各点浓度(ng/mL)
| 名称 | QC-L | QC-M | QC-H |
| 多巴胺 | 80.8 | 323 | 606 |
| 肾上腺素 | 2.00 | 20.0 | 100 |
| 去甲肾上腺素 | 16.5 | 82.3 | 329 |
| 3-甲氧酪胺 | 16.4 | 82.1 | 328 |
| 变肾上腺素 | 16.9 | 84.4 | 338 |
| 去甲变肾上腺素 | 16.7 | 83.3 | 334 |
实施例2
本实施例检测了5例尿液样本儿茶酚胺及其代谢物的含量。
尿液样本采集于大连市第七人民医院，所有志愿者收集24小时尿液，取10mL加入50μL 12M的盐酸混匀，-80℃保存备用。
同位素内标工作液的制备方法、标准品溶液及质控品溶液的配制方法、标准样本及质控样本的预处理方法同实施例1。
尿液样本的预处理：500μL尿液样本中加入50μL同位素内标工作液，进行固相萃取(具体步骤和参数同实施例1)，待分析。
高效液相色谱串联质谱分析的参数设置同实施例1。
将尿液样本检测数据与标准曲线对照，计算得到尿液样本儿茶酚胺及其代谢物的含量，5例尿液样本测定结果见表5。
表7 5例尿液样本儿茶酚胺及其代谢物含量
从以上结果可以看出，各化合物含量均在临床参考值范围内，表明本申请检测方法可靠。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述方法至少包括：
对含有儿茶酚胺及其代谢物的生物体液样本进行预处理，得到待测样本；
对所述待测样本进行检测分析，得到生物体液中儿茶酚胺及其代谢物的检测结果；
所述预处理包括固相萃取。
2.根据权利要求1所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述生物体液样本包括尿液。
3.根据权利要求1所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述固相萃取为阳离子交换固相萃取；
优选地，所述阳离子交换固相萃取为弱阳离子交换固相萃取。
4.根据权利要求1所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述固相萃取包括活化，上样，淋洗，洗脱；
其中，所述活化溶剂甲醇、水中的至少一种；
优选地，所述上样过程中所述生物体液样本用0.5～3倍体积的稀释剂稀释；
所述稀释剂包括浓度为50～500mM的乙酸铵水溶液；
优选地，所述淋洗过程中，淋洗液包括10～100mM的乙酸铵水溶液、有机溶剂中的至少一种；
所述有机溶剂为甲醇、乙腈、异丙醇中的至少一种；
所述淋洗液与所述生物体液样本的体积比为0.5～5：1；
优选地，所述洗脱过程中洗脱液包括体积分数为0.1％～10％甲酸的乙腈、体积分数为0.1％～10％甲酸的甲醇中的至少一种；
所述洗脱液与所述生物体液样本的体积比为0.1～5：1。
5.根据权利要求1所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述固相萃取包括：
1)分别用甲醇、水对固相萃取装置进行预处理；
2)将尿液样本用0.5～3倍体积的乙酸铵水溶液稀释，上样至固相萃取板；
所述乙酸铵水溶液浓度为50～500mM；
3)分别用乙酸铵水溶液和甲醇对上样后的固相萃取装置进行清洗；
所述乙酸铵水溶液浓度为10～100mM；
4)用含体积分数为0.1％～10％甲酸的乙腈进行洗脱，收集洗脱液。
6.根据权利要求1所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述儿茶酚胺及其代谢物选自多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、3-甲氧酪胺、变肾上腺素和去甲变肾上腺素中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述待测样品中还包括儿茶酚胺及其代谢物的同位素内标物；
所述同位素内标物选自儿茶酚胺及其代谢物的13C标记物或氘代标记物；
优选地，以同位素内标物的质量计，待测样品中所述同位素内标物的含量为10～500ng/mL。
8.根据权利要求1-7任一项所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述检测分析至少包括：
分别对所述待测样本和标准样本进行液相色谱-质谱检测，得到待测样本检测数据和标准样本数据；
采用标准样本数据制作标准曲线；
将所述待测样本检测数据与所述标准曲线对照，计算得到尿液样本中儿茶酚胺及其代谢物的含量。
9.根据权利要求8所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述标准样本的获得，至少包括：
向空白基质中加入标准品溶液和同位素内标工作液，得到标准样本；
空白基质为60～100mM盐酸溶液；
优选地，所述检测分析还包括：
对所述标准样本先进行固相萃取，然后进行液相色谱-质谱检测。
10.根据权利要求1所述的儿茶酚胺及其代谢物的检测方法，其特征在于，所述检测分析包括高效液相色谱串联质谱法；
优选地，所述高效液相色谱串联质谱法的检测条件包括：
液相色谱条件为：
色谱柱为5-氟苯基色谱柱；
流动相由流动相A和流动相B按比例组成进行梯度洗脱；
流动相A为体积分数为0.1％～2％的挥发性酸溶液或0.1mmol/L～2mmol/L挥发性缓冲盐溶液；
流动相B为甲醇；
流动相的流速为0.3mL/min～0.5mL/min，柱温为30℃～45℃；
所述的挥发性酸溶液为甲酸、乙酸、三氟乙酸中的至少一种；
所述的挥发性缓冲盐溶液为甲酸铵、乙酸铵、氟化铵中的至少一种；
按照体积百分比，洗脱梯度为0～0.5min：2％流动相B；0.5～3min：2％-20％流动相B；3.1～5min：60％-95％流动相B；5.1～8min：2％流动相B；
质谱条件为：采用电喷雾电离源，正离子模式，多反应监测扫描模式。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220506 |