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  药物分析杂志   2019, Vol. 39 Issue (9): 1590-1596.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.07
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代谢分析

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梁杨, 王小玲, 郭礼强. 基于QuEChERS提取的HPLC-MS/MS法检测人血浆中6种常用利尿剂[J]. 药物分析杂志, 2019, 39(9): 1590-1596. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.07.
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LIANG Yang, WANG Xiao-ling, GUO Li-qiang. Detection of 6 common diuretics in human plasma by HPLC-MS/MS based on QuEChERS extraction[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2019, 39(9): 1590-1596. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.07.
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基金项目

潍坊市2015年科学技术发展计划(2015ZJ1101);河北省中医药管理局科研计划项目(2019243)

第一作者

梁杨, 15833531225/18678073067;E-mail:glq1980@sina.com

文章历史

收稿日期:2018-08-24
基于QuEChERS提取的HPLC-MS/MS法检测人血浆中6种常用利尿剂
梁杨 1, 王小玲 1, 郭礼强 2    
1. 迁安市中医医院, 唐山 064400;
2. 潍坊海关, 潍坊 261041
摘要目的:建立液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)同时检测人血浆中6种常用利尿剂氢氯噻嗪、呋塞米、托拉塞米、螺内酯、吲达帕胺和氨苯蝶啶的检测方法。方法:血浆样品酶解后,用提取溶剂[乙酸乙酯-乙醚-异丙醇(6:3:1)]溶液提取,经QuEChERS(分散固相萃取)方法净化后,以乙腈与水为流动相梯度洗脱,Eclipse Plus C18(3.0 mm×100 mm,1.8 μm)色谱柱分离,电喷雾正负离子同时扫描模式,多级反应监测(MRM)模式进行检测。结果:6个化合物质量浓度在1.0~250.0 μg·L-1范围内呈良好线性,相关系数均大于0.996。其中,氢氯噻嗪、托拉塞米、吲达帕胺和氨苯蝶啶的检测下限(S/N≥3)为0.30 μg·L-1,呋塞米和螺内酯为0.5 μg·L-1;氢氯噻嗪、托拉塞米、吲达帕胺和氨苯蝶啶的定量下限(S/N≥10)为1.0 μg·L-1,呋塞米和螺内酯为2.0 μg·L-1,样品在其定量下限1倍、2倍、10倍3个加标水平下回收率在75.2%~90.6%之间,RSD在3.2%~8.1%之间。10名健康成年男性志愿者口服吲达帕胺2.5 mg后1 h的血药浓度最高(平均为65.3 μg·L-1),随之急速下降,口服24 h后下降到19.4 μg·L-1,96 h时平均浓度为3.2 μg·L-1,120 h后所有志愿者血浆检测均显示阴性。结论:该方法灵敏、准确,操作性强,可满足于血浆样品中6种常用利尿剂的同时定量检测分析。
关键词酶解    分散固相萃取    利尿剂    氢氯噻嗪    呋塞米    托拉塞米    螺内酯    吲达帕胺    氨苯喋啶    血浆    液相色谱-串联质谱    
Detection of 6 common diuretics in human plasma by HPLC-MS/MS based on QuEChERS extraction
LIANG Yang1, WANG Xiao-ling1, GUO Li-qiang2    
1. Qian'an Hospital of Traditional Chinese Medicine, Tangshan 064400, China;
2. Weifang Customs, Weifang 261041, China
Abstract: Objective: To establish a method for simultaneous detection of 6 common diuretics, such as hydrochlorothiazide, furosemide, torasemide, spironolactone, indapamide and triamterene residues in human plasma by high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(HPLC-MS/MS).Methods: The plasma samples were digested by enzyme and purified with QuEChERS method after extraction by extracting solution[ethyl acetate-diethyl ether-isopropyl alcohol(6:3:1)], then separated on an Eclipse Plus C18 column(3.0 mm×100 mm, 1.8 μm)using gradient elution with mobile phases of acetonitrile and water. The electrospray was operated in both positive and negative mode at the same time and was detected using multiple reaction monitoring(MRM).Results: The calibration curves showed good linearity in the range of 1.0-250.0 μg·L-1 for 6 compounds with correlation coefficient(r)greater than 0.996. The limits of detection(LODs, S/N ≥ 3)for 4 diuretics(hydrochlorothiazide, torasemide, indapamide and triamterene)were 0.30 μg·L-1 and the limits of quantitation(LOQs, S/N ≥ 10)were 1.0 μg·L-1. LODs of furosemide and spironolactone were 0.30 μg·L-1 and LOQs were 2.0 μg·L-1. On the basis of LOQs, the average recoveries for 6 compounds in human plasma samples at three spiked levels(1 times, 2 times, 10 times)ranged from 75.2% to 90.6% with relative standard deviations(RSDs)of 3.2%-8.1%. 10 volunteers of healthy adult male was selected for oral 2.5 mg indapamide, the highest blood concentration(average 65.3 μg·L-1)was observed after oral indapamide 1 hours, followed by a rapid decline, then drop to 19.4 μg·L-1 after 24 hours. The average concentration was 3.2 μg·L-1 at 96 hours and all volunteers showed negative after 120 hours.Conclusion: The method is sensitive, accurate and easy to operate, and can be used for simultaneous quantitative analysis of 6 compounds used diuretics in plasma samples.
Keywords: enzymolysis    dispersive solid phase extraction    diuretics    hydrochlorothiazide    furosemide    torasemide    spironolactone    indapamide    triamterene    plasma    liquid chromatography-tandem mass spectrometry    

利尿剂是一类能促进体内电解质和水分排出而增加尿量的药物,在临床上用于治疗水肿和高血压,增加尿的排泄量。目前市面上利尿剂主要有4类,噻嗪类利尿剂、保钾利尿剂、袢利尿剂和磺胺类利尿剂。噻嗪类利尿剂主要是氢氯噻嗪,保钾利尿剂主要有氨苯蝶啶和螺内酯,袢利尿剂主要有呋塞米、托拉塞米,磺胺类利尿剂有吲达帕胺。利尿剂是治疗高血压和心力衰竭的关键药物,疗效明确。然而,不法商贩为谋取利益,在一些中成药或保健品中擅自添加利尿剂,使一些中老年患者在不知情的情况下服用此类药物,易引起血压突然降低或剧烈波动,加重患者的病情,引起肾损害或中风等风险,给医师诊断和用药带来干扰和风险。同时,由于病患个体差异,医师用药后也需要及时了解利尿剂在人体中的代谢情况,为进一步用药提供诊断数据。因此,有必要建立一种快速检测人血浆中常见利尿剂的检测方法,为临床医师提供判断依据。

目前,利尿剂的检测方法主要是液相色谱法(LC法)[1-5]、气相色谱质谱法(GC-MS法)[1, 6]和液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS法)[7-16]。LC法通量和灵敏度低,检测周期长,受基质干扰大,已经不能满足临床血浆检验中关于利尿剂残留的检测需求;GC-MS仪是最早商品化的联用仪器,只能分析分子量小,易挥发,热稳定和能气化的化合物,限制了在利尿剂方面的应用;LC-MS/MS法可以提供检测化合物的结构信息,具有高通量和高选择性,可以同时检测血浆中多种利尿剂。由于血浆样品中残留的利尿剂含量低,基质干扰大,利尿剂和血浆蛋白结合率高,如呋塞米与血浆蛋白结合率超过了90%以上,如果不处理而直接检测,很容易被未检出数据误导,因此急需建立可行的前处理技术以及灵敏度高的检测方法。本研究以市场上常见的利尿剂为研究对象,引用生物酶处理样品,将利尿剂和结合蛋白水解游离,结合QuEChERS净化前处理提取方法,建立了人血浆中6种常见利尿剂的快速LC-MS/MS测定方法。该方法简单方便,灵敏,检测时间短,为医师诊断疾病和用药提供了有效的数据支持。

1 实验部分 1.1 仪器与试剂

高效液相色谱-质谱联用仪:AB eksigent ultra LC100-XL/Qtrap 5500(AB公司),配电喷雾离子源(ESI);5810R型离心机(Eppendorf公司);N-EVAP氮吹仪(Organomation Associates公司);Milli-Q纯水机(Millipore公司);Cleanert PCX-SPE净化柱(天津博纳艾杰尔公司);MS3基本型旋涡混匀器(德国IKA公司)。

对照品氢氯噻嗪、呋塞米、托拉塞米、螺内酯、吲达帕胺和氨苯蝶啶购于欧洲药典标准品采购中心(含量 > 99%);β-葡萄糖醛苷酶购于德国Merck公司;中性氧化铝(Alumina-N,100~200目)购于天津市科密欧公司,石墨炭黑粉(GCB,120~400目)、C18粉(ODS,50 μm)、PSA粉(PSA,40~60 μm)和氨丙基粉(NH2,40~60 μm)均购于Agela Technologies Inc公司;乙腈和甲酸均为色谱纯,购于Biopure公司;实验所用水为超纯水,电导率≤0.01 mS·m-1。C18柱(Eclipse Plus C18,3.0 mm×100 mm,1.8 μm)和C18柱(Eclipse XDB C18,3.0 mm×100 mm,1.8 μm)购于Agilent公司。ACQUITY UPLC BEH HILLIC柱(HILLIC,2.1 mm×100 mm,1.7 μm)购于Waters公司。

1.2 对照品溶液的配制

准确称取各化合物对照品0.01 g,分别置100 mL量瓶中,先用少量甲醇溶解,再用甲醇定容至刻度,得质量浓度均为100 μg·mL-1的对照品储备液;准确移取各对照品储备液1 mL,分别置10 mL量瓶中,用甲醇定容至刻度,得质量浓度均为10 μg·mL-1的对照品中间液;准确取各对照品中间液10 mL,置100 mL量瓶中,用甲醇定容至刻度,混匀,得质量浓度为1 000 ng·mL-1的混合对照品工作液。

1.3 色谱条件

色谱柱:Eclipse Plus C18(3.0 mm×100 mm,1.8 μm);流动相A为水溶液,流动相B为乙腈,梯度洗脱(0~5 min,15%B→70%B;5~5.1 min,70%B→15%B;5.1~8.5 min,15%B);流速:0.3 mL·min-1;柱温:40 ℃;进样体积:10 μL。

1.4 质谱条件

离子源:电喷雾离子源(ESI);扫描方式:正负离子同时扫描;监测方式:动态多反应监测;气帘气:220.64 kPa;离子电压:5 500 V;碰撞气:氮气;干燥气温度:550 ℃;喷雾气(GS1):379.225 kPa;辅助雾化器(GS2):379.225 kPa;6种利尿剂的质谱检测参数见表 1

表 1 6种化合物的部分质谱参数 Tab.1 Some parameters of MS/MS for 6 compounds
1.5 样品处理

准确移取待测血浆样品2 mL,置于50 mL具塞离心管内,加入β-葡萄糖醛苷酶20 μL,水浴37 ℃振荡4 h,再依次加入乙腈0.5 mL,于旋涡混匀器旋涡震荡均匀,下加20 mL提取溶剂(将乙酸乙酯60 mL、乙醚30 mL和异丙醇10 mL混合均匀,即得)涡旋混合1 min,离心(4 ℃,10 000 r·min-1)10 min,取上层溶液10 mL,置15 mL干净玻璃试管中,35 ℃水浴下氮气吹干,在玻璃管中加入ODS粉100 mg和NH2粉50 mg,1 mL定容液[乙腈-水(15:85)],旋涡振荡1 min,经0.22 μm双系滤膜过滤,供LC-MS/MS分析测定。

2 结果与讨论 2.1 色谱条件的优化

色谱条件优化的目的主要是消除基质的干扰,将利尿剂良好分离。常用的有机溶剂有甲醇[5, 7-8, 13-15]和乙腈[4, 9-12, 16-17],本文考察了2种溶剂对6个化合物的影响。试验发现,当有机相为乙腈时,6个化合物的响应值均比用甲醇为有机相的响应值提高30%以上,和文献[17]的结论相同。虽然6个化合物都属于利尿剂,但分子质量和化学性质差异较大,如螺内酯和氨苯蝶啶正离子扫描响应值高,其他4个化合物负离子扫描响应值高。水相中加酸或加碱都会抑制一些利尿剂的灵敏度,考虑到方法的通用性,最终确定水相为纯水。试验同时考察了3种C18柱对利尿剂的影响,结果发现,Eclipse Plus C18对6个化合物均有良好的分离,响应值最好。

2.2 质谱条件的优化

分别将6个化合物的1 μg·mL-1单一对照品中间液通过自动进样泵以10 μL·min-1直接注入ESI离子源,比较各化合物剂以正离子模式扫描和负离子模式扫描的响应值,确定扫描模式后分别优化其他质谱参数,得到碎片离子信息,优化的MRM质谱参数见表 1图 1为6个化合物混合对照品溶液(2 μg·L-1)在MRM模式下的质谱图。

A.氢氯噻嗪(hydrochlorothiazide) B.呋塞米(furosemide) C.托拉塞米(torasemide) D.螺内酯(spironolactone) E.吲达帕胺(indapamide) 图 1 混合对照品溶液(2 μg·L-1)中6个化合物多反应监测色谱图 Fig.1 MRM chromatograms of 6 compounds in mixed controls(2 μg·L-1)
2.3 提取条件的优化

利尿剂成分多样,化合物性质区别很大,如托拉塞米溶于水,螺内酯和吲达帕胺在水中几乎不溶解,因此选用提取试剂时需要综合考虑,根据提取利尿剂的不同,一般选用的提取试剂有甲醇[4, 11, 13, 15]、二氯甲烷[1]、乙酸乙酯[1, 7, 10]或乙酸乙酯-异丙醇混合溶液[14]。试验考察了甲醇-水(1:1)溶液、二氯甲烷溶液和乙酸乙酯溶液对利尿剂的回收率影响,经质谱检测,二氯甲烷溶液和乙酸乙酯溶液对化合物提取回收率都好于甲醇水,考虑到二氯甲烷毒性大,提取回收率和乙酸乙酯没有明显差异,初步确定用乙酸乙酯。进一步考察了乙酸乙酯混合溶液对回收率的影响,在乙酸乙酯中添加不同比例的乙醚和异丙醇,试验发现2种试剂的添加都提高了目标物的回收率,6个化合物的回收率由51.3%左右分别提高到65.1%以上,通过不同的比例组合验证,最终选用乙酸乙酯-乙醚-异丙醇(6:3:1)作为提取溶剂,6个化合物提取回收率均提高到80%以上。

2.4 净化方式的选择

血浆样品复杂,直接采用提取溶剂浓缩后经质谱检测干扰较多,样品中的蛋白、肌酸、氨基酸、胆红素、脂肪等成分干扰利尿剂的检测,尤其是呋塞米和螺内酯,在低浓度时受基质影响比较严重。目前常用的净化方法是固相萃取法,但是由于6个化合物酸碱性质差异,单纯用一种固相萃取柱很难对不同性质的6个化合物同时净化,而且增加了检测成本。本文参考文献[18],引用QuEChERS净化方法,考察了Alumina-N、GCB、ODS、PSA、NH2 5种净化粉对6个化合物的吸附回收率,发现ODS净化回收率在85.1%~89.5%,NH2净化回收率在78.7%~87.3%,2种净化粉回收率较好;而Alumina-N、GCB和PSA对6个化合物吸附非常严重,故而不能使用,见表 2。ODS除色素、甾醇能力较好,NH2粉可除去基质中的极性干扰物如有机酸、糖以及色素,通过对2种净化粉不同组合比例添加后净化6个化合物回收率的对比,确定了“1.5”项下用量为最佳净化条件。

表 2 经ODS、Alumina-N、GCB、PSA、NH2吸附的6个化合物的回收率(%) Tab.2 Recoveries of 6 compounds, absorbed by ODS, Alumina-N, GCB, PSA, NH2
2.5 标准曲线及检测下限

适当稀释混合对照品工作液,对6个化合物质量浓度在1.0~250.0 μg·L-1之间的系列混合对照品溶液进行测定,以各化合物定量离子峰面积的平均值(Y)对其质量浓度(X,μg·L-1)绘制标准曲线,其相关系数(r)均大于0.996。在人血浆中添加系列浓度的混合化合物对照品,以信噪比(S/N)为3作为方法的检测下限(LOD),信噪比(S/N)为10作为方法的定量下限(LOQ),结果见表 3

表 3 6个化合物的回归方程、相关系数、线性范围、检测下限及定量下限(n=6) Tab.3 Regression equation, correlation coefficient, linear range, limits of detection and limits of quantification of 6 compounds
2.6 回收率和精密度

在空白血浆样品中添加6个化合物对照品定量下限1倍、2倍、10倍3个水平的混合对照品,进行加标回收试验。按“2.5”项下方法绘制标准曲线,将空白血浆按“1.5”项下实验步骤进行操作,每个添加浓度水平平行配制6份。结果6个化合物的回收率在75.2%~90.6%之间,RSD在3.2%~8.1%之间,见表 4

表 4 检测方法的添加精密度和平均回收率(n=6) Tab.4 Add precisions and average recoveries of the detection method
2.7 血浆样品测定

选取10名健康成年男性志愿者(25~40岁之间),口服吲达帕胺2.5 mg,应用本文建立方法进行药物代谢动力学试验。在志愿者口服吲达帕胺1 h后血药浓度最高(平均为65.3 μg·L-1),随之急速下降,24 h后平均血药浓度为19.4 μg·L-1,96 h时为3.2 μg·L-1,120 h后所有志愿者血浆中已检测不到这6个化合物,和文献[7]报道的吲达帕胺代谢情况基本吻合。

3 结论

本文建立了1种基于生物酶处理和QuEChERS粉净化的人血浆前处理技术,结合超高效液相色谱-串联质谱,快速测定人血浆中氢氯噻嗪、呋塞米、托拉塞米、螺内酯、吲达帕胺和氨苯蝶啶6个常见化合物,能够对这6个化合物同时进行定性、定量分析。该方法具有灵敏、高效、操作性强等优点,可以满足人血浆中这6个化合物的检测要求,为临床诊断和治疗提供技术支持。

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