CN114904492B - 用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球、制备方法、试剂盒及提取方法 - Google Patents

用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球、制备方法、试剂盒及提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球、制备方法、试剂盒及提取方法。本发明设计了能高效、快速净化处理血浆样本的高分子复合微球,并提供了能有效降低敌草快代谢物检测过程中的基质干扰效应的试剂盒,可以实现快速、准确检测中毒病人血浆样本中痕量敌草快代谢物浓度,具有十分重要的现实意义。

Description

用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球、制备 方法、试剂盒及提取方法
技术领域
本发明涉及生物分析技术领域,尤其涉及一种用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球、制备方法、试剂盒及提取方法。
背景技术
随着百草枯在国内市场的全面禁用,敌草快的市场份额急剧上升。近年来,敌草快已成为我国最为主要的中毒致死农药之一。然而,急性敌草快中毒临床救治研究迄今未获实质性突破,中毒病死率居高不下,已成为急性中毒防治的突出难题,造成这一现状的一个重要原因是敌草快的中毒机制尚未阐明。现有研究多集中于敌草快原型,而对其在生物体内的代谢产物和代谢机理的研究较少,一定程度上导致人们对其中毒机制认识的片面性。《急性敌草快中毒诊断与治疗专家共识》指出,敌草快可通过细胞色素P450酶氧化成单吡啶酮和双吡啶酮两种代谢产物,如图1所示。因此通过监测敌草快中毒病例血浆中单吡啶酮和双吡啶酮的浓度,能准确掌控中毒病人所处的阶段,为临床精准治疗提供强有力的技术支撑。
目前,关于中毒生物样本中敌草快代谢产物的定量分析的研究很少,Fuke C.等人的研究中(Fuke C.,等.Arch Toxicol,1996,70:504-507),采用液相色谱-荧光法(HPLC-FLD)对生物样本中敌草快及其代谢物单吡啶酮和双吡啶酮进行测定,该方法存在灵敏度低、专属性差的问题,常常会得到假阳性的结果。此外,该文献采用纯水稀释和过膜方式对血浆样品进行前处理,难以除去血浆中引起基质效应的磷脂和蛋白质等杂质,不利于检测仪器的清洁,同时大量杂质的存在不利于敌草快及其代谢物的准确定量。
因此,研究一种操作简便、净化性能好的血浆样本中敌草快代谢物的提取净化技术具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的问题是如何开发一种血浆中敌草快代谢物的提取净化技术,以达到快速、准确检测中毒病人血浆样本中痕量敌草快代谢物浓度的目的。
为解决上述技术问题,本发明第一方面提供一种用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、制备交联琼脂糖微球;
步骤二、将步骤一得到的交联琼脂糖微球分散在FeSO4和FeCl3的混合溶液中,滴加氨水溶液反应,得到交联琼脂糖磁性微球;
步骤三、将步骤二得到的交联琼脂糖磁性微球通过沉淀聚合反应,在引发剂AIBN作用下,以交联剂二乙烯苯和功能单体4-乙烯基苯甲酸为聚合单体,在磁性琼脂糖基表面实现羧基官能化高分子聚合物修饰,制备得到高分子复合微球。
进一步地,所述步骤三具体包括:将交联琼脂糖磁性微球超声分散于异丙醇中,将二乙烯苯和4-乙烯基苯甲酸溶解于乙腈中,并加入上述分散液中,加热至80~85℃,再加入AIBN的乙腈溶液,维持饭温度为82~85℃,冷凝回流12h,得到琼脂糖基弱阳离子交换高分子复合微球。
进一步地,所述步骤三中各原料用量为:交联琼脂糖磁性微球1~10g、二乙烯苯5g、4-乙烯基苯甲酸1~10g、AIBN 0.2~0.5g。
进一步地,所述步骤S2具体包括:将交联琼脂糖微球分散在FeSO4和FeCl3的混合溶液中,FeSO4和FeCl3的摩尔比为1:2,加热反应体系至80~85℃,然后逐渐滴加氨水溶液,至反应体系溶液pH值为9.0~11.0,继续反应30~60min,反应完成后分别用纯水与乙醇清洗,真空干燥8-12h,得到交联琼脂糖磁性微球。
本发明方法可以制得用于提取净化敌草快代谢物的高分子复合微球,制备过程中可根据样品类型和目标物化学结构特征,灵活调整磁性吸附材料与样品基质的相容性及对目标分析物的吸附性能;通过调节材料的功能单体4-乙烯基苯甲酸和琼脂糖亲水基体的比例,能有效改善材料与血浆基质的相容性,从而提高净化效率;通过在材料制备过程中引入磁性组分,能实现快速固液相磁分离,极大地提高了样品净化效率;通过提高材料表面高密度羧基官能化修饰,能提高吸附材料对敌草快及其代谢物的吸附容量,进而提高血浆样品中目标化合物的提取净化回收率。
本发明第二方面提供一种用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球,由上述的制备方法制得。本发明的磁性微球对于血浆样品中敌草快代谢物单吡啶酮和双吡啶酮具有很好的吸附效果,可以实现敌草快代谢物的快速提取净化,具有十分重要的现实意义。
本发明第三方面提供一种试剂盒,包括吸附材料分散液,所述吸附材料分散液中的溶质为上述的用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球。
进一步地,所述吸附材料分散液的溶剂为硼酸缓冲液,pH为6.5-9.5。
进一步地,所述吸附材料分散液中磁性微球的浓度为5-20g/L。
进一步地,所述试剂盒还包EDTA抗凝管、注射器、标准系列工作溶液、二氧化钛粉末、离心管、洗脱液和复溶液。
本发明的试剂盒适合现场采样,用以针对敌草快中毒紧迫性、敌草快及其代谢物变化快的特点,该试剂盒可以配合磁力架、小型涡旋仪即可实现血浆样品的现场采样、处理与保存,后续只需将预处理样液带回实验室浓缩与复溶即可检测,大大减少了敌草快代谢物在采样和运输过程中的变化与损失,提高结果的准确度,为临床精准治疗提供更准确的结果。
本发明第四方面提供一种血浆中敌草快代谢物的提取方法,使用上述的试剂盒,所述提取净化方法包括以下步骤:
步骤a、移取200μL血浆样品于离心管中,加入1.0mL吸附材料分散液和5mg二氧化钛粉末,涡旋提取5-10min,随后置于磁力架上磁分离,弃去上清液和二氧化钛粉末;
步骤b、淋洗后加入1.0mL 2%甲酸甲醇溶液洗脱,涡旋提取5-10min,磁分离,收集上清液,氮气吹干;
步骤c、加入200μL乙腈-水溶液进行复溶,UPLC-HRMS进样分析。
本发明的敌草快代谢物的提取方法采用磁固相萃取法,能在磁场作用下实现快速的磁分离,提高提取净化速度;且本方法与传统WCX固相萃取柱净化相比,具有更好的去除基质干扰能力,利用本方法无需采用基质匹配工作曲线或内标法即可实现准确定量分析,减少了基质匹配工作曲线配制过程的繁琐,不使用内标法定量则能大大降低成本。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
(1)本发明高分子复合微球采用亲水性交联琼脂糖作为基体材料,能增强吸附材料与血浆样品的相容性,同时该材料具有多孔性,能显著增加比表面积。通过在亲水性交联琼脂糖基础上修饰弱阳离子交换高分子聚合物,能兼顾交联琼脂糖的亲水性和多孔性,以及羧基功能化高分子对目标分析物的高吸附容量,可大大提高吸附材料的活性位点。
(2)本发明的提取方法操作效率高,成本低,与传统WCX固相萃取柱净化结果相比,具有更好的去除基质干扰能力,利用本试剂盒方法无需采用基质匹配工作曲线或内标法即可实现准确定量分析,减少了基质匹配工作曲线配制过程的繁琐,不使用内标法定量能大大降低成本。由于磁分散固相萃取法能保证吸附剂与样品基质溶液充分接触,能与目标分析物实现亲密接触以达到完全吸附的目的。同时,相比于传统分散固相萃取法。本发明试剂盒采用的磁固相萃取法能在磁场作用下实现快速的磁分离,省去离心、过滤等耗时操作过程。
(3)本发明的提取方法在样品净化过程中,加入二氧化钛粉末可有效去除血浆样品中基质干扰效应主要来源物质磷脂,且在磁分离过程中,结合磷脂的二氧化钛粉末能随上清液一同舍弃,快速高效去除血浆中的磷脂,有效降低敌草快及其代谢物检测过程中的基质干扰效应。
(4)本发明提供了适合现场采样的快速试剂盒,用以针对敌草快中毒紧迫性、敌草快及其代谢物变化快的特点。试剂盒配合磁力架、小型涡旋仪即可实现血浆样品的现场采样、处理与保存,后续只需将预处理样液带回实验室浓缩与复溶即可检测,大大减少了敌草快及其代谢物在采样和运输过程中的变化与损失,提高结果的准确度,为临床精准治疗提供更准确的结果。
附图说明
图1是敌草快在人体内可能的代谢途径;
图2是实验例1中高分子复合微球的扫描电子显微镜图像;
图3是实验例1中高分子复合微球的红外光谱结果;
图4是实验例1中高分子复合微球的热重-差热分析结果;
图5是实验例2中不同pH缓冲体系对敌草快及其代谢物峰面积的影响;
图6是实验例3中吸附材料分散液中高分子复合微球浓度对敌草快及其代谢物峰面积的影响;
图7是实验例4中提取时间对敌草快及其代谢物峰面积的影响;
图8是实验例4中洗脱时间对敌草快及其代谢物峰面积的影响;
图9是实验例5中不同功能单体和亲水基体交联琼脂糖比例对提取净化过程中敌草快及其代谢物峰面积的影响;
图10是实验例6中提取过程中二氧化钛用量对敌草快及其代谢物峰面积的影响。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
实施例1高分子复合微球的制备
本实施例制备一种高分子复合微球,该高分子复合微球可以提取净化血浆中的敌草快代谢物单吡啶酮和双吡啶酮。
制备方法包括以下步骤:
步骤一、交联琼脂糖微球的制备
称取500mg琼脂糖于反应烧瓶中,加入100mL去离子水,控制机械搅拌速度500rpm,92℃加热反应3h,制得琼脂糖溶液。称取25g Span-80,用250mL液体石蜡将其溶解并完全转移至三口烧瓶中,400rpm下机械搅拌,加热使瓶内温度达到88℃,制得有机相,继续搅拌。然后将有机相反应体系搅拌速率提升至550rpm,将琼脂糖溶液逐渐滴加至反应体系,滴加完毕后850rpm搅拌下继续反应3h,自然降温,调整搅拌速度至220rpm,当反应烧瓶中的温度下降至45℃以下时,使用冰浴降温至15℃,制得琼脂糖颗粒分散液。量取15mL琼脂糖颗粒分散液,分别用无水乙醇和去离子水清洗2次,并使用去离子水定容至100mL,然后转移至三口烧瓶中,加入5mL氨水和5mL氢氧化钠溶液,搅拌反应30min,加入100mL环氧氯丙烷和200mLDMSO混合液,40℃下反应16h,随后用去离子水和无水乙醇各清洗3次,60℃真空烘干8h,制得交联琼脂糖微球。
步骤二、交联琼脂糖磁性微球的制备
称取5g交联琼脂糖微球于三口烧瓶中,加入100mL 0.5mol/L的FeSO4和FeCl3的混合溶液(两者摩尔比为1:2),超声分散均匀,在500rpm机械搅拌下,加热反应体系至80~85℃,然后逐渐滴加浓氨水溶液,至反应体系溶液pH值为9.0~11.0,继续反应30~60min。反应完成后,分别用纯水与乙醇清洗3遍,60℃真空干燥8h,得到交联琼脂糖磁性微球。
步骤三、高分子复合微球的合成
称取1~10g交联琼脂糖磁性微球于250mL三口烧瓶中,然后加入20mL异丙醇,超声分散均匀,然后机械搅拌30min。分别加入5.0g交联单体二乙烯苯和1.0~10.0g功能单体4-乙烯基苯甲酸的乙腈溶液(150mL)。继续搅拌,并加热至80~85℃,然后快速加入0.2~0.5gAIBN的乙腈溶液(10mL)。维持反应体系温度为82~85℃,冷凝回流12h。将反应得到的产物使用纯水与乙醇各清洗3遍,磁分离,真空烘干12h,得到琼脂糖基弱阳离子交换高分子复合微球。
实施例2试剂盒
本实施例提供一种试剂盒,用于提取净化敌草快代谢物,试剂盒所用的吸附材料为实施例1制得的高分子复合微球。
试剂盒包括EDTA抗凝管、一次性注射器、标准系列工作溶液、吸附材料分散液、二氧化钛粉末、2mL聚丙烯离心管、洗脱液和复溶液。其中吸附材料分散液的溶质为高分子复合微球,溶剂为硼酸缓冲液,pH为6.5-9.5,磁性微球的浓度为5-20g/L,洗脱液为1%~5%甲酸乙腈溶液,复溶液为乙腈水溶液(体积比为1:1~1:5)。
实施例3血浆样品中敌草快代谢物的提取
本实施例为使用实施例2的试剂盒提取血浆样品中敌草快代谢物的方法,包括以下步骤:
步骤a、准确移取200μL血浆样品于2mL聚丙烯离心管中,加入1.0mL吸附材料分散液和5mg二氧化钛粉末,涡旋提取5-10min,随后置于磁力架上磁分离10s,弃去上清液和二氧化钛粉末。
步骤b、分别用1mL水和1mL甲醇清洗,磁分离10s,弃去上清液;后加入1.0mL 2%甲酸乙腈溶液洗脱,涡旋提取4-10min,磁分离10s,收集上清液,40℃下氮气吹干。
步骤c、加入200μL乙腈-水溶液(1:1,v/v)进行复溶,UPLC-HRMS进样分析。
UPLC-HRMS仪器条件如下:
(1)液相条件
采用Agilent ZORBAX HILIC plus色谱柱(2.1mm i.d.×100mm,1.8μm)进行液相色谱分离,柱温设置40℃,流速0.3mL/min,进样体积10μL。流动相A:100mM甲酸铵水溶液(pH值调节至3.7),流动相B:乙腈。A:B=1:1等度洗脱8min。
(2)质谱条件
电喷雾离子源(ESI+),正离子模式和Full Mass监测模式,电喷雾电压+3.8kV,脱溶剂气压力40arb,辅助气速率10arb,射频电压50%,辅助气加热温度200℃,离子传输管加热温度285℃,分辨率70000,自动增益控制(AGC Target)1E6,最大注入时间(Maximum IT)200ms,质荷比隔离窗口(Isolation window)1.0m/z。表1为敌草快及其代谢物的分子式、分子离子峰质核比。
表1敌草快及其代谢物的质谱条件
实验例1磁性微球的表征
分别采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)和热重-差热分析仪(TG-DTG)对实施例1制得的高分子复合微球的形貌、组成和结构进行表征,所用高分子复合微球的制备原料包括5.0g交联琼脂糖磁性微球,5.0g二乙烯苯、5.0g4-乙烯基苯甲酸和0.5g AIBN。
扫描电子显微镜表征结果如图2所示,由图2(A)可知,高分子复合微球呈不规则球形,球体尺寸为50~80μm;SEM进一步的放大图如图2(B)所示,高分子复合微球表面呈多孔结构。
红外光谱结果如图3所示,1700cm-1可归属为高分子表面功能基团羧基的特征吸收峰;1483.12cm-1、1509.59cm-1和1608.92cm-1可归属为苯环的骨架振动吸收峰;586.41cm-1可归属于内核Fe3O4上Fe-O键的特征吸收峰,由此可见,琼脂糖基弱阳离子交换高分子复合微球已成功合成。
为了进一步考察材料的热稳定性能,采用TG-DTG手段进行表征,实验结果如图4所示,表明该吸附材料能耐受300℃高温而无明显的质量损失,300~450℃和450~500℃的质量损失可归属为材料表面共聚高分子层的热损失(~65%),500~1000℃的质量损失可归属为琼脂糖基体的热损失(~9%),~26%残余质量为磁性Fe3O4内核。
实验例2缓冲体系pH对吸附性能的影响
实验材料准备:选择三个缓冲体系,分别为pH=4.00邻苯二甲酸氢钾缓冲液、pH=6.86混合磷酸盐缓冲液和pH=9.18硼砂缓冲液,将实施例1制得的磁性微球分别分散在上述3种缓冲溶液中,配制成5g/L的吸附材料分散液。所用高分子复合微球的制备原料包括4.2g交联琼脂糖磁性微球,5.0g二乙烯苯、3.5g 4-乙烯基苯甲酸和0.2g AIBN。
血浆样品处理:将三种样品置于50mL塑料离心管中,准确移取200μL血浆加标样本(敌草快及其两种代谢物的加标浓度均为100μg/L)于2mL聚丙烯离心管中,加入1.0mL吸附材料分散液,然后加入5mg二氧化钛粉末,涡旋提取5min,随后置于磁力架上磁分离10s,弃去上清液;然后分别用1mL水和1mL甲醇清洗,磁分离10s,弃去上清液;然后加入1.0mL 2%甲酸乙腈溶液洗脱,涡旋提取5min,磁分离10s,收集上清液,40℃下氮气吹干,然后加入200μL乙腈-水溶液(1:1,v/v)进行复溶,UPLC-HRMS进样分析。
实验结果:结果如图5所示,由图5可知,对于敌草快及其两种代谢物,其峰面积在pH=4.00缓冲液中较小,而随着缓冲体系pH值的升高峰面积增大,且pH=6.86和pH=9.18两个体系中敌草快及其代谢物的峰面积差异不大。因此本发明试剂盒中的吸附材料分散液的溶剂pH控制在6.5-9.5,可以保证对敌草快代谢物的提取净化效果。
实验例3吸附材料分散液中高分子复合微球浓度对吸附性能的影响
实验材料准备:将实施例1制得的高分子复合微球分散在pH=9.18硼酸缓冲液中,制得浓度为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0和20.0g/L吸附材料分散液。所用高分子复合微球的制备原料包括8.0g交联琼脂糖磁性微球,5.0g二乙烯苯、6.5g 4-乙烯基苯甲酸和0.4g AIBN。
血浆样品处理:于2mL聚丙烯离心管中加入200μL血浆加标样本(敌草快及其2种代谢物的加标浓度均为100μg/L)于2mL聚丙烯离心管中,加入1.0mL吸附材料分散液,然后加入5mg二氧化钛粉末,涡旋提取5min,随后置于磁力架上磁分离10s,弃去上清液;然后分别用1mL水和1mL甲醇清洗,磁分离10s,弃去上清液;然后加入1.0mL 2%甲酸乙腈溶液洗脱,涡旋提取5min,磁分离10s,收集上清液,40℃下氮气吹干,然后加入200μL乙腈-水溶液(1:1,v/v)进行复溶,UPLC-HRMS进样分析。
实验结果:结果如图6所示,当分散液中吸附剂的浓度较低时,敌草快及其代谢物的峰面积均较小;随着吸附剂浓度增大,目标化合物峰面积急剧增大;当吸附剂浓度达到某一数值时,继续增加浓度对目标化合物的峰面积无显著影响,且峰面积达到平台。对于敌草快和单吡啶酮,其出现峰面积平台期时最小吸附剂浓度均为2.0g/L,而双吡啶酮出现峰面积平台期时最小吸附剂浓度为5.0g/L。为兼顾经济性和净化效率,试剂盒中的吸附材料分散液的磁性微球浓度控制在5-20g/L。
实验例4吸附时间和洗脱时间对吸附效果的影响
(1)吸附时间对吸附效果的影响
选择1~30min作为提取时间进行考察。将实施例1制得的高分子复合微球作为吸附材料,所用高分子复合微球的制备原料包括2.5g交联琼脂糖磁性微球,5.0g二乙烯苯、1.5g 4-乙烯基苯甲酸和0.3g AIBN。
分别吸取200μL血浆加标样本(敌草快及其两种代谢物的加标浓度均为100μg/L)于2mL聚丙烯离心管中,加入1.0mL 5.0g/L吸附材料分散液,然后加入5mg二氧化钛粉末,分别涡旋提取1~30min,分别磁分离10s,弃上清液,按实验例2的方法淋洗、洗脱、氮气吹干和复溶,UPLC-HRMS进样分析。结果如图7所示,对于敌草快及其两种代谢物,随提取时间的延长目标化合物的峰面积逐渐增大,当提取时间达到某个数值时,峰面积不再增加,且达到平台值。达到峰面积平台值所需要的最短提取时间分别是:敌草快为3min,单吡啶酮为4min,双吡啶酮为5min。为了兼顾提取效率和省时,本发明提取方法的提取时间控制在5-10min。
(2)洗脱时间对吸附效果的影响
选择1~30min作为洗脱时间进行考察。将实施例1制得的高分子复合微球作为吸附材料,所用高分子复合微球的制备原料包括2.5g交联琼脂糖磁性微球,5.0g二乙烯苯、1.5g 4-乙烯基苯甲酸和0.3g AIBN。
分别吸取200μL血浆加标样本(敌草快及其两种代谢物的加标浓度均为100μg/L)于2mL聚丙烯离心管中,加入1.0mL 5.0g/L吸附材料分散液,然后加入5mg二氧化钛粉末,分别涡旋提取1~30min,分别磁分离10s,弃上清液,按实验例2的方法淋洗、洗脱、氮气吹干和复溶,UPLC-HRMS进样分析。结果如图8所示,采用2%甲酸甲醇溶液作为洗脱溶剂能快速地将敌草快及其2种代谢物从琼脂糖基弱阳离子交换高分子复合微球上洗脱下来,且控制洗脱时间为5min已能完全洗脱目标化合物。为了保证洗脱效果,本发明提取方法的洗脱时间控制在4-10min。
实验例5功能单体和亲水基体交联琼脂糖比例对吸附性能的影响
实验材料准备:分别设计功能单体4-乙烯基苯甲酸和亲水基体交联琼脂糖的质量比为4:0(MP-WCX)、1:1(agarose-MP-WCX1)、2:1(ag arose-MP-WCX2)和3:1(agarose-MP-WCX3)的四种高分子复合微球,由实施例1的制备方法制得。
血浆样品处理方法与实验例2相同,UPLC-HRMS进样分析,实验结果如图9所示。当吸附剂制备过程中未添加交联琼脂糖(P-WCX)时,P-WCX对敌草快及其2种代谢物的提取与净化效率明显低于含有一定量交联琼脂糖基体的吸附剂(agarose-MP-WCX1、agarose-MP-WCX2和agarose-MP-WCX3),由此说明亲水性交联琼脂糖基体在提取与净化过程中起着较为重要的作用,但同时吸附剂高分子组分中功能单体4-乙烯基苯甲酸的用量也起着重要的作用,因此,吸附剂高分子组分中功能单体与交联琼脂糖的用量比例对敌草快及其两种代谢物的峰面积起着关键作用。随着吸附剂高分子组分中功能单体4-乙烯基苯甲酸与交联琼脂糖的用量比例升高,敌草快及其两种代谢物的峰面积增大;当功能单体4-乙烯基苯甲酸和亲水基体交联琼脂糖的质量比为2:1时(agarose-MP-WCX2),敌草快及其两种代谢物的峰面积最大,继续增加吸附剂功能单体4-乙烯基苯甲酸和亲水基体交联琼脂糖的质量比至3:1(agarose-MP-WCX3)时,敌草快及其代谢物的峰面积反而减小。可能的原因是亲水性交联琼脂糖能有效增加吸附剂与尿液样品之间的相容性,有利于提取净化过程中吸附剂与样品基质的充分接触,进而提升提取净化效果;功能单体4-乙烯基苯甲酸比例过高也不利于提取净化过程,可能的原因功能基团羧基的密度过高会引起空间位阻效应。因此,材料合成过程中控制合适的功能单体4-乙烯基苯甲酸与亲水性交联琼脂糖的用量比例有利于提高吸附材料对敌草快及其代谢物的提取与净化效率。综合上述实验结果agarose-MP-WCX2在血浆样品中对敌草快及其两者种代谢物的提取净化性能最佳。
实验例6辅助剂二氧化钛用量对吸附性能的影响
血浆样品中存在大量能抑制基质效应的磷脂,采用二氧化钛粉末进行去除,本实验考察了二氧化碳不同用量(1~20mg)对敌草快及其代谢物吸附效果的影响。将实施例1制得的高分子复合微球作为吸附材料,所用高分子复合微球的制备原料包括7.5g交联琼脂糖磁性微球,5.0g二乙烯苯、6.5g 4-乙烯基苯甲酸和0.3g AIBN。
血浆样品处理方法与实验例2相同,UPLC-HRMS进样分析,实验结果如图10所示。由图10可知,在血浆净化过程中加入二氧化钛能有效降低仪器检测过程中的基质干扰效应,随着二氧化钛用量的增加,敌草快及其代谢物的峰面积逐渐增大,当二氧化钛的用量增加到一定量时峰面积达到最大值,且继续增加二氧化钛的用量峰面积不再增加。达到峰面积最大值时二氧化钛的用量如下:敌草快需要4mg、单吡唑酮和双吡唑酮各需要5mg。出于经济性考虑,本发明提取方法中选择二氧化钛的用量为5mg。
实验例7基质效应评价
本实验例对实施例2的试剂盒与商品化Waters Oasis WCX固相萃取柱抗基质干扰能力进行对比,试剂盒中吸附材料分散液的溶剂为pH为9.18的硼酸缓冲液,高分子复合微球的浓度为5g/L。
分别准确吸取空白血浆样品200μL于2mL聚丙烯离心管中,加入1.0mL5.0g/L琼脂糖基弱阳离子交换高分子复合微球分散液,然后加入5mg二氧化钛粉末,涡旋提取5min,磁分离10s,随后置于磁力架上磁分离10s,弃去上清液和二氧化钛粉末;然后分别用1mL水和1mL甲醇清洗,磁分离10s,弃去上清液;然后加入1.5mL 2%甲酸甲醇溶液洗脱,涡旋提取5min,磁分离10s,收集上清液,40℃下氮气吹干,然后加入200μL乙腈-水溶液(1:1,v/v)进行复溶,然后分别添加适量敌草快及其两种代谢物的标准储备溶液,用净化后的血浆提取液配制成1、5、10、50、100和200μg/L标准系列溶液,同时用Waters Oasis WCX固相萃取柱净化基质匹配工作曲线和用乙腈-水溶液(1:1,v/v)配制成1、5、10、50、100和200μg/L溶剂标准系列溶液进行对比。
采用公式:基质效应η=(基质匹配标准曲线斜率Ka-溶剂标准曲线斜率Kb)/溶剂标准曲线斜率Kb,评价试剂盒提取与净化血浆中敌草快及其代谢物的基质效应,结果如表2所示。
表2本发明试剂盒与商品化Waters Oasis WCX固相萃取柱抗基质干扰能力对比
由表2可知,本发明基于琼脂糖基弱阳离子交换高分子复合微球和二氧化钛的试剂盒有效减小血浆样品中敌草快及其两种代谢物提取与净化过程中的基质效应,且基质效应η1的绝对值均小于20%,为弱基质效应,可忽略不计,即在定量过程中无需配制基质匹配工作曲线或使用同位素内标物。对于商品化的Waters Oasis WCX固相萃取柱,其基质效应η2的绝对值介于20%~100%之间,为中等强度基质效应,需要使用基质匹配工作曲线或使用同位素内标物进行定量分析,大大增加了实验操作的繁琐性和成本。因此,采用本发明的试剂盒能有效去除血浆中干扰杂质,有效降低敌草快及代谢物的基质干扰效应,提高血浆中敌草快代谢物检测的准确度,具有快速、简便和准确的优点。
实验例8准确度和精密度评价
本实验例考察实施例2的试剂盒提取血浆样品中敌草快代谢物的准确度和精密度,试剂盒中吸附材料分散液的溶剂为pH为9.18的硼酸缓冲液,高分子复合微球的浓度为5g/L。
分别控制血浆样品中敌草快及其两种代谢物的加标水平为1.0、50.0和200.0μg/L,分别吸取加标血浆样品200μL,加入1.0mL 5.0mg/L吸附材料分散液,然后加入5mg二氧化钛粉末,涡旋提取5min,磁分离10s,分别用1mL水和1mL甲醇淋洗磁性吸附剂,磁分离10s,弃去上清液,采用1.5mL 2%甲酸乙腈溶液涡旋洗脱5min,磁分离后收集上清液,氮吹至干,加入200μL乙腈-水溶液(1:1,v/v)进行复溶,UPLC-HRMS进样分析。结果如表3所示。
表3方法加标回收率、精密度、检出限和定量限(n=6)
实验结果表明,应用本发明试剂盒及提取净化方法进行提取与净化,血浆中敌草快及其两种代谢物的加标回收率为86.3%~98.2%之间,相对标准偏差(RSDs)为1.2%~6.4%;分别以信噪比S/N≥3和S/N≥9定义方法检出限和定量限,该试剂盒开发的方法对于血浆中敌草快及其两种代谢物的方法检出限与定量限分别为0.1~0.3μg/L和0.3~0.9μg/L。因此,本发明基于双亲性羧基功能化高分子复合微球的试剂盒提取与净化方法具有快速、灵敏和准确等优点。
虽然本发明公开披露如上,但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员,在不脱离本公开的精神和范围的前提下,可进行各种变更与修改,这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、制备交联琼脂糖微球;
步骤二、将步骤一得到的交联琼脂糖微球分散在FeSO4和FeCl3的混合溶液中,滴加氨水溶液反应,得到交联琼脂糖磁性微球;
步骤三、将步骤二得到的交联琼脂糖磁性微球通过沉淀聚合反应,在引发剂AIBN作用下,以交联剂二乙烯苯和功能单体4-乙烯基苯甲酸为聚合单体,在磁性琼脂糖基表面实现羧基官能化高分子聚合物修饰,制备得到高分子复合微球,所述步骤三具体包括将交联琼脂糖磁性微球超声分散于异丙醇中,将二乙烯苯和4-乙烯基苯甲酸溶解于乙腈中,并加入上述分散液中,加热至80~85℃,再加入AIBN的乙腈溶液,维持反应温度为82~85℃,冷凝回流12h,得到琼脂糖基弱阳离子交换高分子复合微球,各原料用量为:交联琼脂糖磁性微球1~10g、二乙烯苯5g、4-乙烯基苯甲酸1~10g、AIBN 0.2~0.5g。
2.根据权利要求1所述的用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球的制备方法,其特征在于,所述步骤二具体包括:将交联琼脂糖微球分散在FeSO4和FeCl3的混合溶液中,FeSO4和FeCl3的摩尔比为1:2,加热反应体系至80~85℃,然后逐渐滴加氨水溶液,至反应体系溶液pH值为9.0~11.0,继续反应30~60min,反应完成后分别用纯水与乙醇清洗,真空干燥8-12h,得到交联琼脂糖磁性微球。
3.一种用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球,其特征在于,由如权利要求1所述的制备方法制得。
4.一种试剂盒,其特征在于,包括吸附材料分散液,所述吸附材料分散液中的溶质为如权利要求3所述的用于提取净化血浆中敌草快代谢物的高分子复合微球。
5.根据权利要求4所述的试剂盒,其特征在于,所述吸附材料分散液的溶剂为硼酸缓冲液,pH为6.5-9.5。
6.根据权利要求4所述的试剂盒,其特征在于,所述吸附材料分散液中磁性微球的浓度为5-20g/L。
7.根据权利要求5所述的试剂盒,其特征在于,试剂盒还包括EDTA抗凝管、注射器、标准系列工作溶液、二氧化钛粉末、离心管、洗脱液和复溶液。
8.一种血浆中敌草快代谢物的提取方法,其特征在于,使用如权利要求7所述的试剂盒,提取净化方法包括以下步骤:
步骤a、移取200μL血浆样品于离心管中,加入1.0mL吸附材料分散液和5mg二氧化钛粉末,涡旋提取5-10min,随后置于磁力架上磁分离,弃去上清液和二氧化钛粉末;
步骤b、淋洗后加入1.0mL 2%甲酸甲醇溶液洗脱,涡旋提取5-10min,磁分离,收集上清液,氮气吹干;
步骤c、加入200μL乙腈-水溶液进行复溶,UPLC-HRMS进样分析。
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