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同时分析301种药物/毒物的实验和谱库检索方法

发布时间:2020-09-19   点击次数:303次

目前,西方国家每年发生几十万例由于服用毒物和药物而引起的中毒事件,因此,临床学和法医学需要发展一种快速筛选方法,来测定毒物和药物及其代谢产物。传统的检测方法包括免疫法(只适合测定少数种类化合物)、LC-UV(DAD)、GC-MS等方法,配合使用Pfleger-Maurer-Weber GC-MS 谱库和Pragst UV谱库。1998年以后,由于LC-MS的源内裂解(In-source CID)及其产生的谱库的发展,使之成为法医学快速筛选检测的主要方法之一。随后,LC-MS/MS的子离子扫描和MS/MS谱库检索使得法医学和临床药物代谢的快速检测的准确性和速度大大提高。据统计,在芬兰,2000—2003年中只有87种常见的毒物用其他方法(GC、GC-MS,TLC、HPLC)等检测,采用LC-MS/MS的MRM扫描和子离子扫描谱库检索同时检测和鉴定血液样品中的238种常见毒物。但需要注射2次样品:一次进行MRM扫描分快速筛选;另一次进行子离子扫描谱库检索[1,2] 。

新型串联四极杆质谱——四极杆和线性离子阱质谱仪QTRAP®[3] ,利用其“信息关联扫描informationdependent acquisition (IDA)”技术使得只注射一次样品即可同时进行快速筛选和鉴定实验。线性离子阱克服了3D离子阱的“低质量数截止效应”(1/3效应);在一定循环时间(cycle time内)串联四极杆MRM扫描模式可以容纳更多的离子,扫描速度快,信噪比更高;而3D离子阱在SRM(选择反应监测)模式下只能有少量离子稳定存在。因此,串联四极杆的MRM的离子传输率比3D离子阱高10倍。在QTRAP® 中Q3既可以当做四极杆,也可当做线性离子阱使用。因此,第yi个好处是在进行多组分目标化合物快速定量分析时,可以充分利用MRM的高灵敏度和选择性;第二个好处是可以利用线性离子阱全扫描的高灵敏度特性[3] 。在QTRAP® 的EPI扫描模式中,Q1用做母离子的选择过滤器,Q2用做碰撞室产生碎片离子,Q3用做线性离子阱扫描所有的子离子。其结果是,仍然采用了串联四极杆的碎片断裂方式,但灵敏度更高。本工作研究了法医学和临床医学中可能产生中毒事故的301种药物、毒物的快速检测方法,并运用新发展的EPI MS/MS谱库检索进行这些药物和毒物的鉴定。

化学试剂所有试剂均为分析纯或HPLC级:乙腈、丙酮、铵水溶液(25%)、二氯甲烷、甲酸(98%~100%)、去离子水、甲醇、K2HPO4、KOH、NaOH、2-丙醇、磷酸(85%)、丁酸乙酯(99%)(Merck, Darmstadt, Germany)、甲酸铵、乙酸铵、TRIZMA碱(Sigma-Aldrich, Steinheim, Germany)、NaCl、D3-doxepin凯苏、D5- 安定、D3-THC-COOH) (Radian/Promochem Wesel, Germany)。

样品制备基于Gergov et al [4] 的LLE方法:在1mL血清中加入300 µL 1mol/L的TRIS缓冲液(pH=11)和20 µL D3-doxepin凯苏作为内标,加入 500µL丁酸乙酯进行碱性萃取。加入75µL乙酸铵(10mmol,Ph=3.2,0.1%甲酸铵)到有机相中。然后在氮气流保护下于40℃蒸发至干,残渣再溶解于75µL乙腈。涡旋振荡和高速离心后,萃取液转入自动进样器样品瓶中。在碱性萃取剩余的水相中加入120mg NaCl, D3-THC-COOH (200 ng/mL)作为内标,用500µL磷酸缓冲液(1mol/L,pH=3)和600µL磷酸(8.5%)进行酸性/中性萃取。用5mL二氯甲烷/2-丙醇(V/V=95 / 5,在 250 r/min振荡30min)萃取后,在氮气流保护下于40℃蒸发至干,残渣再溶解于150µL流动相(A/B:V/ V=80/20),离心后,上清液与碱性萃取得到的上清液合并,待分析。

基于Chen et al. [5] 和Muller,et al. [6] 的SPE方法:各加入10 µL D3-doxepin凯苏和D5-安定(10 µL/mL)内标、2 mL磷酸缓冲液(0.1 mol/L,pH=6)后,用自动SPE萃取装置 (rapid trace, Zymark, Idstein/Germany),萃取柱为硅基混合模式反相C8和阳离子 SPE交换柱“Chromabond drug 200 mg”(Macherey-Nagel,Duren, Germany), 用1.5 mL丙酮/二氯甲烷(V/V=1/1)进行酸性/中性萃取;用1.5 mL二氯甲烷/异丙醇/25%铵水(V/V/V=80/20/2)进行碱性萃取。二萃取液在氮气流保护下于40 ℃蒸发至干,残渣再溶解于100 µL流动相(A/B:V/V=80/20)中,待分析。

色谱分离条件 Agilent 1100 系统:二元泵系统、自动进样器、柱温箱。色谱柱:Phenomenex ,4µm,C18,150mm×2mm;预柱4mm×2mm。流动相:A相—0.1%甲酸+1mmol/L甲酸铵;B相—乙腈/0.1%甲酸铵(V/V=95/5)。

MS/MS检测 QTRAP® LC-MS/MS系统,TurboIonSpray ® 离子源。采用正离子方式模式扫描298组MRM离子对进行 301种药物和毒物以及3个氘代化合物的快速筛选。每组离子对驻留时间为5ms,停留时间为2ms,碰撞能(CE)为20、35、50 eV。每个化合物的MRM离子对和碰撞能根据增强子离子谱(EPI扫描模式)来选择,EPI谱用于298组离子对设定谱库检索的时间是 2.1s。 IDA扫描强度的阈值500cps,关联扫描是分别在 20、35、50 eV碰撞能下进行3个EPI扫描,然后自动切换至MRM扫描模式,大循环时间是3.8 s。动态排除(Dynamic exclusion)为一个离子对在采集一个EPI扫描后被排除所定义的时间是60 s,这样允许检测共洗脱物和同分异构体,灵敏度提高10~100倍,这对中毒案件特别重要。产生的EPI图谱然后进行质谱库检索。

结论本方法的结果经过HPLC筛选方法确证,结果准确无误。其优点是,与Gergov et al. [4] 的LC-MS/MS方法相比较,只需一次进样,因此,分析时间大大缩短。

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