中国公共卫生  2008, Vol. 24 Issue (6): 761-762   PDF    
苯并(a)芘代谢产物高效液相法测定
刘琳琳, 谢虹, 吴志刚, 方国民, 戴雯雯, 王桂珍, 鲁文清, 陈学敏     
华中科技大学同济医学院公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系教育部环境与健康重点实验室, 武汉430030

苯并(a)芘[B(a)P]是第一个被发现的环境化学致癌物,其致癌性很强。但B(a)P是前致癌物,进入体内后在细胞色素P450酶的作用下才能形成终致癌物具有致癌作用。其中反式二氢二醇环氧苯并(a)芘(7,8——dihydrodiol 9,10——epoxide benzo(a)pyrene,BPDE)是B(a)P主要致癌代谢物[1, 2]。BPDE可以与DNA共价结合,还可以与蛋白质及转录因子结合,是细胞突变及恶性转化的早期事件[3]。目前对BPDE的研究主要限于对BPDE-蛋白加合物及BPDE-DNA加合物的定性和定量分析,而单独对BPDE进行分析的研究较少[4, 5]。为了能够更清楚地研究BPDE的作用机制,建立BPDE的检测方法具有重要意义。本研究根据BPDE的化学性质采用高效液相色谱(HPLC)分析方法对BPDE标准品及在细胞裂解液中加BPDE标准品进行定性分析。紫外吸收检测器应用广泛,灵敏度较高,最小检测浓度可达10-9g/ml[4, 5]。本方法简单、灵敏度高、重现性好,为进一步研究BPDE与生物大分子结合后的定量分析提供了基础依据。

1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 仪器

Prostar高效液相色谱仪系列(美国Vrain公司);超声波破碎仪(美国Sonics公司)。

1.1.2 试剂

甲醇,色谱纯(天津市科密欧化学试剂有限公司);BPDE标准品(美国国家癌症研究所化学致癌物标准品贮藏室);二甲基亚砜(DMSO)(美国Sigma公司);实验用水均为4次蒸馏水。

1.2 HPLC分析条件的确定 1.2.1 储备液的制备

将2.064mg的BPDE标准品溶在DMSO中,定容于10ml容量瓶中,配制成206.4μg/ml的标准品储备液,于-80℃冰箱中避光保存。

1.2.2 细胞裂解液

(1) HepG2细胞接种于250ml培养瓶中,用含10%小牛血清,20万U/ml青霉素和20万U/ml链霉素的DMEM(改良的Eagle培养基)在37℃ 5%CO2的培养箱中培养2 d,收获细胞。(2)用300μl PBS重悬细胞,超声裂解细胞液,超声5s,间歇10s,重复5次。(3) 4℃,10000r/min,离心15min,吸取上层液检测。

1.2.3 色谱条件

色谱柱:Hypersil C18柱(250mm×46mm,10μm,大连依利特分析仪器有限公司);观察不同的流动相、不同的检测波长及流速对BPDE标准品的影响,确定最佳的分离条件。

1.3 BPDE

标准品高效液相色谱定性分析[6, 7]

1.3.1 色谱条件

色谱柱:Hypersil C18柱(250mm×46mm,10μm,大连依利特分析仪器有限公司);流动相:甲醇/水=80/20(V/V);流速:1.0ml/min;柱温:室温;检测波长:275nm;灵敏度:0.01;进样量:20μl;跑样时间:9min。

1.3.2 BPDE

标准品的标准曲线与检出限分别取1,1.25,5,10,20μg/ml不同浓度的BPDE纯品溶液进行分析,以峰面积Y对其浓度X(μg/ml)作线性回归。以S/N=3信噪比计,测定方法的最低检出限。

1.3.3 精密度

连续5d取BPDE标准品1.25,5.0,20μg/ml,3个低,中,高浓度,每天每个浓度重复测定5次。用相对标准偏差RSD表示精密度。

2 结果 2.1 最优色谱条件的选择 2.1.1 流动相的选择

选用甲醇作为流动相。流动相的配比则比较了以下3种条件下的分离效果,甲醇与水的比例分别为90:10,80:20,70:30。经高效液相检测发现,90:10与70:30这2种配比分离效果均不好,最终选择80:20的配比作为流动相。

2.1.2 流速

流速太慢,组分保留时间长,且峰形不好,峰宽;流速太快,压力过大,有损于色谱柱及仪器寿命,所以选流速1.0ml/min。

2.1.3 最佳吸收波长

选择波长原则有二,一是尽可能选择最大吸收的波长;二是在选定的波长下,色谱峰无明显的重叠和干扰。但在两者矛盾时,需要综合考虑。在参考BPDE标准品的产品说明书,流动相的配比为80:20的条件下,可在360~240nm寻求最佳波长。经HPLC进样分析发现,在相同浓度和相同的进样量时,标准品在λ=275nm时,吸收峰值高,分离情况良好,标准品的DMSO溶液中非待测定成分不干扰测定。

2.2 BPDE标准品的HPLC的工作曲线、检出限及线性范围BPDE

标准品的保留时间在5.2min左右,溶剂的保留时间在3min左右。BPDE标准品在DMSO溶液中的浓度与其峰面积呈现出良好的线性关系,其线性回归方程为Y=637138X-124587,R2=0.9982。对该方程的线性范围进行测试,结果发现BPDE标准品在浓度为1.00~20.00μg/ml范围内具有良好的线性关系,该方法的最低检出限为0.0625μg/ml。

2.3 细胞裂解液中BPDE标准品的HPLC分析

BPDE标准品在细胞裂解液中保留时间在5.7min左右,细胞裂解液的保留时间在2~3min,不对BPDE形成干扰。经不同浓度样品测试,细胞裂解液中BPDE标准品的线性回归方程为Y=424298X+24598,R2=0.9921。

2.4 精密度测试

经5日质量控制测试,本方法的日内精密度RSD为2.9%~3.6%和日间精密度RSD为4.3%~5.9%。

3 讨论

细胞裂解液中BPDE的测试目的是为以后研究B(a)P代谢行为,如定性和定量分析B(a)P经细胞代谢而生成BPDE终致癌物等作基础方法学准备。经多次实验发现,在同样的浓度下,BPDE标准品和细胞裂解液中的BPDE标准品的峰面积出现差异,经过分析,在细胞裂解液中的BPDE的含量偏低,但显著高于在环境中的自然变化。由此推测,BPDE可能与裂解液中的某些生物大分子发生了反应,如形成DNA加合物等[8],致使实验所得的数据与预想的结果出现偏差。因此,对细胞中由B(a)P代谢生成的BPDE进行定性定量分析时,应根据不同目的选择不同工作曲线。如果以BPDE标准溶液的工作曲线为参照,则结果显示的是游离BPDE含量;如果以细胞裂解液中BPDE标准品的线性曲线为参照,则结果显示的是游离BPDE和BPDE加合物的总含量。以上研究结果发现,HPLC的紫外检测方法具有良好的分离效果及较高的检出限。但在实际代谢研究中,可能会要求更低的检出限。其解决办法有二,或样品浓缩,或样品酸化处理,以便检出总BPDE,而忽略游离态和加合物之分。

参考文献
[1] 安社娟. 多环芳烃致癌的分子毒理学研究进展[J]. 国外医学卫生学分册, 2005, 32(1) : 10–13.
[2] 赵艳丰, 陈家, 吴中亮, 等. 恶性转化人支气管上皮细胞基因组甲基化观察[J]. 中国公共卫生, 2006, 22(6) : 667–669.
[3] 高雅娟. BPDE-DNA加合物研究进展[J]. 国外医学卫生学分册, 2001, 28(1) : 45–50.
[4] 李克安. 分析化学教程[M]. 北京: 北京大学出版社, 2005: 265-268.
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[7] 胡曼玲. 卫生化学[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2004: 17-19.
[8] Gunnar Boysen, Stephen S Hecht. Analysis of DNA and protein adducts of benzo[J]. Mutation Research, 2003, 543 : 17–30. DOI:10.1016/S1383-5742(02)00068-6