填充吸附微萃取—亲水相互作用液相色谱质谱联用检测儿茶酚胺及其代谢物的方法研究

Catecholamines are most important neurotransmitters or hormones in human organism. The level of catecholamines is significant for the diagnosis and control of many disease. However, complex sample clean-up procedure and insensitive analytical methods make accuracy quantification of catecholamines extremely difficult. Micro-extraction in packed sorbent (MEPS) is the miniaturization of SPE that not only allows extraction and preconcentration of analytes, but also reduces the volume of samples and the time of preparation. MEPS compatible with liquid chromatography mass spectrometry is an ideal analytical tool. The aim of this study is to optimize the extraction parameters of MEPS, evaluate the retention behaviour of catecholamines on different hydrophilic interaction chromatography (HILIC) columns, enhance the selectivity by the use of multistage fragmentation (MS3) and valide the MEPS-HILIC-MS method in clinical samples. This research will provide the experimental basis and theoretical basis of the sensitive, fast and reliable detection technology for catecholamines, and also provide a new idea for analysis of trace-level analytes in complex biological matrix.

儿茶酚胺类物质是人体重要的神经递质和激素，提供生物体液中此类物质的浓度水平对疾病的诊断和治疗具有重要意义。然而，由于样品前处理的复杂和检测仪器灵敏度的限制，对生物体液中儿茶酚胺的检测往往难以满足临床诊断的需要。填充吸附微萃取法（MEPS）将传统固相萃取填充床装置微型化，不仅对目标物进行提取和富集，还能显著减少样品用量和前处理时间，通过与液质联用法的结合，是实现复杂基质样品中目标物筛查和检测的理想工具。本项目拟采用MEPS技术对生物样品中的儿茶酚胺类物质进行净化提取，研究萃取参数的影响，探讨亲水相互作用色谱对目标物的保留机理，优化条件建立样品前处理和色谱分离的方法，并采用多级碎裂模式（MS3）提升方法的特异性，通过检测临床样本验证方法的检测效能，旨在为构建一种高敏、快速、经济的儿茶酚胺类物质检测技术提供实验基础与理论依据，也能为复杂基质中痕量目标物检测研究提供新思路。

本项目开发了三种填充吸附微萃取（MEPS）样本前处理技术，分别建立了基于MEPS技术的人体生物样本中儿茶酚胺、变肾上腺素类物质和香草扁桃酸的液相色谱-质谱（LC-MS）定量新方法，并将其成功运用于嗜铬细胞瘤和副神经节瘤（PPGL）患者的血尿样本检测，为该类疾病的筛查和早期诊断提供新方法。主要完成了以下两方面的工作：MEPS前处理方法的开发与LC-MS定量方法的构建；MEPS-LC-MS方法用于PPGL患者临床样本检测及诊断效能评价。阴离子交换、二苯基硼酸钠络合物结合反相C18以及多孔石墨化碳等三种不同固定相填料结合MEPS分别实现尿液中香草扁桃酸、儿茶酚胺及变肾上腺素类物质和血浆中变肾上腺素类物质的快速富集萃取。将该新型样品前处理技术与LC-MS方法联用，完成了对临床样本的定量分析，评价了诊断的敏感性和特异性，并与传统的样本前处理方法进行比较。研究结果表明该新型前处理方法简单、快速、节省溶剂和耗材，与LC-MS联用为灵敏检测复杂生物基质中的痕量小分子代谢物提供了可行方法，并为质谱技术的临床应用开发提供了新的策略。