血清维生素

文献速递引言中国疾病预防控制中心营养与健康研究所、宁波大学食品与药学院中国食品科学与技术系、岛津企业管理(中国)有限公司联合研究，成功建立并验证了适用于血清中多种维生素D代谢物的高通量、高灵敏度SFC-MS/MS分析方法。 由于研究内容较多，故分为上、下两期来进行详细介绍。本期主要介绍内容为：研发背景、样品前处理、如何建立及优化SFC-MS方法等。 文章出处Journal of Chromatography B 1120 (2019) 16-23 岛津Nexera UC全相系统之SFC-MS系统 本研究采用岛津超临界流体色谱仪Nexera UC、岛津三重四极杆液质联用仪LCMS-8060 ● 超临界流体与改性剂配合使用，可在更大范围内满足不同极性化合物的检测需要；● 低死体积和背压控制单元有效降低脉动，提高灵敏度；● 溶剂使用量少且分析时间短，是一种绿色环保、高效的分析手段。 研究背景维生素D（VD）作为一种脂溶性类固醇，在钙稳态和骨骼健康中起着重要作用，其主要以麦角钙化醇（VD2）和胆钙化醇（VD3）两种形式存在，多通过皮肤光照和食物或膳食补充剂来获取。VD进入体内参与生物调控，须在肝脏及肾脏内进行羟基化等复杂的代谢途径反应，因此其代谢产物结果是VD临床评价的主要挑战之一。 对于正常人血清或血浆中含有痕量1,25-(OH)2 VD2和1,25-(OH)2 VD3，分析时应考虑进一步改进定量限(如衍生化)。与LC-MS/MS法相比，采用超临界流体色谱仪（SFC）作为质谱前端，不仅降低了有机溶剂成本，还有具有更快分析速度及更高灵敏度。 样品前处理采用3.5 mL真空血管采集空腹血样，凝固后1500 ×g离心30 min。上层血清移入无菌管，-80℃保存后用于分析。 建立及优化SFC-MS分析方法 1. SFC色谱柱的选择考察了10种VD代谢物分别在Diol、CN、NH2、PFP和C18 5根色谱柱上的洗脱性能，并评价了不同固定相的选择性。如图1，除C18柱外，其他4根色谱柱上VD代谢产物色谱峰均为正常的洗脱顺序，保留时间随羟基数量的增加而增加。其中PFP柱能够分离所有VD代谢产物，分离效果最佳，特别是25-OH VD2/VD3及其对映体的分离，并被选择用于进一步开发。 图1：A) Diol, B) CN, C) NH2, D) PFP, E) C18色谱柱上VD代谢产物的固定相化学结构和洗脱顺序。 1: 25-OH VD3和3-epi-25-OH VD3 2: 25-OH VD2和3-epi-25-OH VD2 3: VD3 4: VD2 5: 1,25-(OH)2 VD3 6: 1,25-(OH)2 VD2 7: 24，25-(OH)2 VD3 8: 24，25-(OH)2 VD2。 2. 梯度洗脱条件优化纯CO2是VD代谢物的弱洗脱溶剂，与固定相相互作用强。因此，为提高流动相的洗脱强度，加入甲醇作为改性剂。图2显示了四种不同梯度下VD代谢物的分离情况。 在Gradient 4条件下，二羟基代谢物的峰形明显改善，这可能是由于甲醇比例的急剧增加(1.5 min内从8%增加到40%)改善分离效果，由此减少二羟基代谢物的扩散。因此，选择Gradient 4进行进一步优化。 图2：四种梯度洗脱程序(流动相A: CO2 流动相B:甲醇，色谱柱：PFP)虚线(-)：流动相B的百分比；USP：分离度。(1-8序号对应VD代谢物名称同图1) 3. 流速的选择虽然超临界流体黏度较低，但扩散系数较高。因此，在柱前压力和洗脱液密度较高，设定较高流速时，梯度有望提高峰之间分离度。图3(A)为不同流速下VD代谢物的洗脱。当流速从1.0 mL/min增加到1.5 mL/min时，25-OH VD2/ VD3及其表异构体的分离明显改善，但当流速增加到2.0 mL/min时，分离度降低。因此后续研究设定流速为1.5 mL/min。 4. 柱温的选择色谱柱温度影响流动相粘度和界面分布。如图3(B)所示，温度从30℃升高到40℃，25-OH VD2/VD3及其同位异构体的分离得到改善，但温度再升高到50℃，分离效果较差。因此后续研究采用柱温40℃。 图3 A）流速和B）温度对PFP柱上VD代谢物分离的影响。 5. MS系统优化为提高VD代谢物的电离效率，对离子源类型和补偿剂缓冲液浓度进行了优化。对于离子源的选择，测试了电喷雾电离(ESI)和大气压化学电离(APCI)，两者都是在正离子模式下。如表1，浓度为1 ng/mL的所有VD代谢物，ESI+模式下的信噪比(S/N)比APCI+模式下的高4~6倍。因此, 在ESI+模式下评估不同浓度缓冲液，当甲酸铵浓度从1 mM增加到5 mM, S/N较好；将甲酸浓度从0.5‰(v/v)提高到1% (v/v)可进一步优化灵敏度，但甲酸浓度为2‰ (v/v)则没有进一步提高灵敏度。因此，采用ESI+进行电离，选择5 mM甲酸铵和1‰ (v/v)甲酸作为补偿剂。 表1 离子源类型和缓冲液对维生素D代谢物信噪比(S/N)的影响(1 ng/mL)FA: 甲酸 AmFc: 甲酸铵 本期小结本研究建立了适用于血清中多种维生素D代谢物的SFC-MS方法，并通过优化分析条件，确定最佳分析条件为：PFP色谱柱、梯度程序4、流速1.5mL/min、柱温40℃，离子源类型为ESI+，补偿剂为 5 mM甲酸铵和1‰ (v/v)甲酸。基于此分析条件下，可实现PFP柱可在10 min内10种VD代谢物的基线分离 在正电喷雾电离模式下进行检测，允许对血清基质中的多种VD代谢物进行定量分析。 下一期将介绍方法验证 、 SFC-MS/MS法与LC-MS/MS法的方法比较，敬请期待！ 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

近日，英国维生素 D 室间质量评价计划（vitamin D external quality assessment scheme，DEQAS）结果公布。金域质谱维生素D项目再次100%通过。自2011年开始，金域质谱维生素D项目至今已连续11年满分通过DEQAS室间质评计划，彰显出金域质谱在维生素D检测项目上具有良好的结果溯源性和严格的质量管理，检验结果受国际认可。为解决25-羟基维生素D检测结果互通性的问题，2010年，美国健康研究署膳食摄入部成立了维生素D标准化项目（Vitamin D Standardization Program，VDSP），通过美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）和参考测量体系，促进全球所有相关实验室检测方法的标准化。其中英国维生素 D 室间质量评价计划（vitamin D external quality assessment scheme，DEQAS）会将参加此室间质量评价（EQA）计划的实验室检测结果，与NIST结果进行比较，从而帮助实验室发现并纠正方法中存在的问题，在推进维生素D标准化检测过程中发挥重要作用。维生素D是类固醇衍生物，主要包括维生素 D2（麦角钙化醇）和维生素 D3（胆钙化醇），在人体钙磷代谢和骨质钙化中起着重要作用，维生素D缺乏可能导致佝偻病、软骨病和骨质疏松等疾病。有多项研究表明，维生素D的营养水平若不能维持在最佳范围内，有增加患糖尿病、高血压、乳腺癌等疾病的风险。25-羟基维生素D[25(OH)D]作为维生素D在体内的主要代谢形式之一，其半衰期长，存在形式稳定，成为人体维生素D营养评估的最佳检测指标。金域质谱自2011年起使用LC-MS/MS平台，开展血清25-羟基维生素D检测，连续多年零缺陷通过CAP和ISO15189质量体系评审，可为临床提供25-羟基维生素D的精准检测服务。其使用LC-MS/MS平台，开展血清25-羟基维生素D检测，具有灵敏度高，特异性好等优点，能同时准确测定25(OH)D2和25(OH)D3的浓度，并实现25(OH)D3和 3-epi-25(OH)D3的分离，结果更精准。多年来，金域质谱25-羟基维生素D项目参加DEQAS的检测结果一直与NIST靶值高度吻合，呈高度相关性，检测结果准确可靠，具有良好的室间可比性。金域质谱25(OH)D项目参加DEQAS的检测结果与NIST靶值相关性（以2022年结果为例）此外，金域质谱25-羟基维生素D项目还参与了国家卫生健康委临床检验中心（NCCL）、美国病理家学院（CAP）等国内外多个权威机构的室间质量评价计划，其结果均以优异的成绩通过。

文献速递上期回顾中国疾病预防控制中心营养与健康研究所、宁波大学食品与药学院中国食品科学与技术系、岛津企业管理(中国)有限公司联合研究，成功建立并验证了适用于血清中多种维生素D代谢物的高通量、高灵敏度SFC-MS/MS分析方法。上期介绍了研发背景及如何建立并优化色谱条件等研究内容。本期将介绍对已建立的SFC-MS/MS方法进行验证 、并与LC-MS/MS法比较等研究成果。文章出处Journal of Chromatography B 1120 (2019) 16-23岛津Nexera UC全相系统之SFC-MS系统本研究采用岛津超临界流体色谱仪Nexera UC、岛津三重四极杆液质联用仪LCMS-8060● 超临界流体与改性剂配合使用，可在更大范围内满足不同极性化合物的检测需要；● 低死体积和背压控制单元有效降低脉动，提高灵敏度；● 溶剂使用量少且分析时间短，是一种绿色环保、高效的分析手段。SFC-MS/MS方法验证验证项目有：拖尾因子(TF)、保留时间RSD、峰面积RSD、标准曲线线性、检出限(LOD)和定量限(LOQ)。表1 SFC-MS/MS的方法验证结果此外，还对准确度和精密度进行了评估。如表2所示，QC和NIST样品的准确度均＜5.5%。日内和日间精密度的RSD值分别在0.52-7.93%和1.35-9.04%之间，表明SFC-MS/MS性能偏差在可接受范围内。表2 QC和NIST样品的准确度和精密度（日内和日间）SFC-MS/MS法与LC-MS/MS法的比较将验证过的SFC-MS/MS方法与同一色谱柱内部开发的参考LC-MS/MS方法进行比较。SFC在10 min内实现分析物的基线分离，而LC系统则需要16分钟以上才能实现等质量的分析物的相似分离度。此外，与LC-MS/MS相比，SFC-MS/MS具有更低信噪比获得较低的LOQ。表3 比较SFC-MS/MS和LC-MS/MS法对VD代谢物的保留时间、信噪比(S/N)、定量限(LOQ)和峰分离度(USP)的影响。为考察SFC-MS/MS法对实际样品分析的准确度，对46份未加标的人血清样品进行分析，以评估该法与LC-MS/MS方法相比的潜在偏差。如图1，SFC-MS/MS法与LC-MS/MS法回归相关性显著，VD2/VD3、25-OH VD2/VD3、3-epi-25-OH VD2/VD3和24,25-(OH)2 VD3分别为R2≥0.98和P≤0.001。Bland-Altman图表明，两种方法之间不存在浓度依赖的差异。方法间的测量值对LC-MS/MS测量值的平均差异偏差为-0.9% ~ 2.7%。图1. SFC-MS/MS和LC-MS/MS方法的回归分析和Bland-Altman结论本研究开发并验证了SFC-MS/MS方法作为同时测定人血清中VD代谢物的替代方法。不同VD代谢物在SFC和LC体系中洗脱能力也有差异。并且SFC有效改善等质量分析物的分离，比LC具有更短的保留时间和更高的灵敏度。与反相LC相比，超临界CO2更环保，有机溶剂消耗更少。因此，采用SFCMS/MS方法可以在高通量的情况下对VD代谢产物进行准确、精确的分析。建立的SFC-MS/MS方法与参考的LC-MS/MS方法对人血清中VD代谢物ng/mL水平的定量一致，两种方法之间不存在浓度依赖性差异。然而，对于痕量(pg/mL)的VD代谢物，如1,25-(OH) VD2/VD3，还需要未来开发出更高灵敏度的质谱仪来分析。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。