色谱定量百分比方法

引言&beta 淀粉样肽（A&beta ）的不溶性聚集物在脑中沉积／形成被看作为早老性痴呆病（AD）的一个关键事件。治疗策略集中于用以减少&beta 淀粉样肽生成或提高其清除水平的小分子抑制剂或免疫疗法。因此，找到能对脑脊液中的淀粉样肽进行高灵敏且稳定可靠的定量分析方法以确定其与AD关系对很多研究者来说至关重要。然而，对这些A&beta 肽的分析极具挑战性，这不仅因为其在生物液体内的丰度相对偏低，而且也因为它们可能被其它蛋白质结合并具有形成低聚体的趋势。这些肽的测定常规采用免疫测定法（因其选择性和灵敏度）或者通过冗长的免疫沉淀之后再进行SPE。免疫测定所需的方法开发时间比LC/MS/MS方法开发时间长；它们需要对多种A&beta 肽进行多次测定，并且与LC/MS/MS相比其线性动态范围有限。免疫测定存在交叉反应性和非特异性结合，需要使用价格昂贵的抗体，并且样品／标本的富集依赖于抗体的选择性。免疫测定的劳动强度大，并且测定不准确和基质干扰也是常见的问题。因此，需要开发一种基于LC/MS/MS的高通量、选择性好的生物分析方法，使样品制备能够实现在存在高浓度干扰蛋白和肽的情况下回收得到pg/mL水平的淀粉样肽。虽然开发免疫测定方法所需的时间在后期药物发展过程中是可接受的，但在较早的阶段中则几乎不切实际；这时，如能有一种可定量多种肽的高通量且可靠的方法则是众望所归。本研究工作集中于开发用于淀粉样前体蛋白（APP）的1-38、1-40和1-42片段的LC、MS和选择性SPE样品制备方法，以支持临床前研究。使用单一、高通量方法用于多种A&beta 肽的分析测定而无需耗时的免疫沉淀步骤，被成功开发并经过验证。特别是，A&beta 类肽存在很多独特的分析挑战，其中包括非特异性结合、溶解性差、聚集和质谱灵敏度偏低。在方法开发各阶段所进行的步骤尽可能减小或消除了这些问题所带来的影响。随着AD病情缓解策略的出现，对除了A&beta 38、40和42之外的多种可能与AD病征相关的A&beta 进行定量分析可有助于提供关于此病及其发展过程的更多认识。本文所述的方法也有可能进行相应的修改，以使其适用于那些肽的定量分析。&beta 淀粉样1-38肽，分子量4132，pI 5.2DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGG&beta 淀粉样1-40肽，分子量4330，pI 5.2DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV&beta 淀粉样1-42肽，分子量4516，pI 5.2DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA图1：&beta 淀粉样肽1-38、1-40和1-42的氨基酸序列和pI数据 实验UPLC方法的条件色谱柱： ACQUITY UPLC BEH C18，300Å ，2.1× 150nm，1.7µ m流动相： A：0.3% NH4OH（按体积计算）的水溶液 B：90%乙腈，10%流动相A梯度： 90% A保持1分钟，5.5分钟内降低至55% A并保持0.2分钟，然后返回至初始水平流速： 0.2 mL／分钟进样量： 10µ L温度： 50℃质谱条件系统：沃特世XevoTM TQ三重四极杆质谱仪，在ESI+MRM模式下运行去溶剂化气体流速：800L／小时源温度：120℃去溶剂化温度：450℃碰撞室压力：2.6× 10(-3)毫巴MRM跃迁态和条件：见表1样品预处理用5M盐酸胍以1:1的比例稀释200µ L脑脊液（人脑脊液、猴脑脊液或加标人工脑脊液+5%大鼠血浆），并在室温下振摇45分钟。然后，用200µ L 的4%H3PO4水溶液进一步稀释样品。注意：对于加标样品而言，在加标后、用盐酸胍稀释前，可在室温下让样品平衡30分钟。固相萃取（SPE）基于µ Elution 96孔型的Oasis MCX 预处理：200µ L甲醇平衡：200µ L 4% H3PO4水溶液上样：600µ L预处理后的样品清洗1：200µ L 4% H3PO4水溶液清洗2：10% ACN水溶液洗脱：2× 25µ L 75:15:10 ACN:水:NH4OH浓溶液稀释：25µ L水进样量：20µ L 肽名称 前体离子 产物离子 产物离子ID 锥孔电压（V） 碰撞能量（eV） &beta 淀粉样1-38肽 1033.5 1000.3 b 36 33 23 &beta 淀粉样1-38肽的N15内标 1046 1012.5 30 22 &beta 淀粉样1-40肽 1083 1053.6 b 39 33 25 &beta 淀粉样1-40肽的N15内标 1096 1066.5 35 22 &beta 淀粉样1-42肽 1129 1078.5 b 40 28 30 &beta 淀粉样1-42肽的N15内标 1142.5 1091.5 35 28 表1：&beta 淀粉样肽及其N15标记型内标的MRM跃迁态和质谱条件 结果和讨论开发这些方法所遇到的最大挑战就是克服溶解性、吸附性和聚集性问题并获得能满足该应用要求的足够选择性和灵敏度。适当的流动相和进样溶剂构成以及明智选择SPE洗脱溶剂仅仅是应对这些问题的几个关键因素。质谱分析质谱分析在正离子模式下进行，因为4+前体的CID产生了几种与固有的特异性b序列离子相对应的不同产物离子（典型光谱如图2所示）。负离子模式下的MS/MS出现了明显的水分流失。图3给出了关于两种方法特异性区别的一个示例。虽然对于溶剂标准品时使用负离子模式的总体灵敏度较高，但在基质存在时负离子模式的灵敏度优势减弱，而正离子模式下的特异度和信噪比的提高对于脑脊液样品中的准确定量具有决定性作用。超高效液相色谱分析图4显示了对这三种&beta 淀粉样肽的分离情况。虽然流动相中NH4OH的精确百分比对负离子灵敏度具有关键作用，但ESI+模式下的信号经证实对流动相构成的细微变化更具稳健性，可使液相色谱／自动取样器至少在24小时以上的时间段中保持稳定。与此相反，50%或以上的ESI-信号在10-12小时后因流动相中NH4OH浓度的自然变化（挥发）而损失。这进一步强调了ESI+MS方法的稳健性。固相萃取（SPE）SPE使用Oasis MCX（一种混合模式的吸附剂）进行，以加强萃取过程的选择性。该吸附剂同时依赖于反相和离子交换保留机制，以从复杂脑脊液样品中的其它高丰度多肽中选择性分离&beta 淀粉样肽组分。使用特定的96孔Oasis µ Elution提供了明显的浓缩效果，无需溶剂挥干和复溶，从而尽可能减少了肽损失。此外，通过离子交换进行肽结合为整个方法提供了正交性。在最初的方法开发过程中，萃取人工脑脊液时观察到了大量非特异性结合（NSB）。我们添加了5%大鼠血浆（有一个不同的&beta 淀粉样肽序列），以消除NSB。SPE是整个方法中较为重要的环节之一。对淀粉样组分选择性极高的分离再加上标准流速下UPLC的分辨率实现了对临床前研究样品的超快分析。线性、准确度和精确度对每种肽均使用了N15标记型内标。对于0.1-10ng/mL人工脑脊液+5%大鼠血浆的等分样本，三种&beta 淀粉样肽的标准曲线均呈线性。&beta 淀粉样1-38肽的典型标准曲线如图5所示。淀粉样肽的基线水平根据同时使用过量加标的人脑脊液和&ldquo 人工脑脊液+5%大鼠血浆&rdquo 而得到的两条标准曲线进行定量分析，基线水平的计算值没有统计学意义上的差异。选择人工脑脊液是因为它的价格不贵，而且是一种比较易得的基质。从3种人脑脊液和1种猴脑脊液萃取得到的&beta 淀粉样1-42肽的基线水平如图6所示。所有3种&beta 淀粉样肽的基线水平测定值的统计结果如表2所示。用3种人脑脊液混合样品和1种猴脑脊液混合样品配制了0.2、0.8、2和6ng/mL的过量加标的质控样品。准确度和精确度数值符合LC/MS/MS测定的控制标准。质控样品分析的典型结果如表3所示。 结果和讨论开发这些方法所遇到的最大挑战就是克服溶解性、吸附性和聚集性问题并获得能满足该应用要求的足够选择性和灵敏度。适当的流动相和进样溶剂构成以及明智选择SPE洗脱溶剂仅仅是应对这些问题的几个关键因素。质谱分析质谱分析在正离子模式下进行，因为4+前体的CID产生了几种与固有的特异性b序列离子相对应的不同产物离子（典型光谱如图2所示）。负离子模式下的MS/MS出现了明显的水分流失。图3给出了关于两种方法特异性区别的一个示例。虽然对于溶剂标准品时使用负离子模式的总体灵敏度较高，但在基质存在时负离子模式的灵敏度优势减弱，而正离子模式下的特异度和信噪比的提高对于脑脊液样品中的准确定量具有决定性作用。超高效液相色谱分析图4显示了对这三种&beta 淀粉样肽的分离情况。虽然流动相中NH4OH的精确百分比对负离子灵敏度具有关键作用，但ESI+模式下的信号经证实对流动相构成的细微变化更具稳健性，可使液相色谱／自动取样器至少在24小时以上的时间段中保持稳定。与此相反，50%或以上的ESI-信号在10-12小时后因流动相中NH4OH浓度的自然变化（挥发）而损失。这进一步强调了ESI+MS方法的稳健性。固相萃取（SPE）SPE使用Oasis MCX（一种混合模式的吸附剂）进行，以加强萃取过程的选择性。该吸附剂同时依赖于反相和离子交换保留机制，以从复杂脑脊液样品中的其它高丰度多肽中选择性分离&beta 淀粉样肽组分。使用特定的96孔Oasis µ Elution提供了明显的浓缩效果，无需溶剂挥干和复溶，从而尽可能减少了肽损失。此外，通过离子交换进行肽结合为整个方法提供了正交性。在最初的方法开发过程中，萃取人工脑脊液时观察到了大量非特异性结合（NSB）。我们添加了5%大鼠血浆（有一个不同的&beta 淀粉样肽序列），以消除NSB。SPE是整个方法中较为重要的环节之一。对淀粉样组分选择性极高的分离再加上标准流速下UPLC的分辨率实现了对临床前研究样品的超快分析。线性、准确度和精确度对每种肽均使用了N15标记型内标。对于0.1-10ng/mL人工脑脊液+5%大鼠血浆的等分样本，三种&beta 淀粉样肽的标准曲线均呈线性。&beta 淀粉样1-38肽的典型标准曲线如图5所示。淀粉样肽的基线水平根据同时使用过量加标的人脑脊液和&ldquo 人工脑脊液+5%大鼠血浆&rdquo 而得到的两条标准曲线进行定量分析，基线水平的计算值没有统计学意义上的差异。选择人工脑脊液是因为它的价格不贵，而且是一种比较易得的基质。从3种人脑脊液和1种猴脑脊液萃取得到的&beta 淀粉样1-42肽的基线水平如图6所示。所有3种&beta 淀粉样肽的基线水平测定值的统计结果如表2所示。用3种人脑脊液混合样品和1种猴脑脊液混合样品配制了0.2、0.8、2和6ng/mL的过量加标的质控样品。准确度和精确度数值符合LC/MS/MS测定的控制标准。质控样品分析的典型结果如表3所示。 1. 我们开发了一种用于同步定量分析人和猴脑脊液中多种&beta 淀粉样肽的SPE-LC/MS/MS生物分析方法并对其进行了验证。2. 将基于µ Elution型混合模式SPE的高选择性萃取方法与UPLC色谱分析的分辨率相结合是实现对人和猴脑脊液中3种主要&beta 淀粉样肽进行准确、精确而可靠的定量分析的关键。3. 正离子MS/MS和b离子序列碎片的使用提供了本应用所需的质谱特异度。4. 用不到30分钟的时间即可完成对96份样品的萃取并作好进样准备，从而满足了临床前研究所需的样品制备处理通量要求。5. 本文所述的方法避免了在临床前研究工作中进行耗时的免疫测定或免疫沉淀步骤。6. Xevo TQ质谱的质量范围和灵敏度允许选择高m/z前体进行破碎并能选择特异度高的b离子碎片，从而增加了此项测定的信噪比并总体提高了其特异度。7. 此类方法也可允许选择性的、特异性的、并按高通量方式同时测定一份样品中的几种不同&beta 淀粉样肽，而同时仍能达到低浓度内源性&beta 淀粉样肽分析所需的高灵敏度。这是一个明显的优点，因为ELISA测定需要使用多种抗体进行多次测定。所选择的参考文献1. T.A. Lanz、J.B. Schachter．神经科学方法杂志，169 (2008) 16-22.2. T. Oe等．质谱分析中的快速通讯，20 (2006) 3723-3735.3. JR Slemmon等．色谱分析杂志：生物分析，846 (2007) 24-31.4. NT Ditto等．神经科学方法杂志，182 (2009) 260-265.5. T.A. Lanz、J.B. Schachter．神经科学方法杂志，157 (2006) 71-81.6. MJ Ford等．神经科学方法杂志，168 (2008) 465-474.7. E. Portelius等．蛋白质组学研究杂志，6 (2007) 4433-4439.致谢本文作者希望向Wenlin Li（辉瑞公司PDM部）表达谢意，感谢她在使用免疫亲和LC/MS/MS分析&beta 淀粉样肽所作的前期工作。沃特世公司美国马萨诸塞州米尔福德Maple街34号，01757电话：(508) 478-2000；传真：(508) 478-1990 http://www.waters.com

4月4日消息，海能技术（430476）近日接待开源证券、中信证券等40家机构网络调研。近年，公司重点布局色谱领域成效显著，色谱光谱系列产品销售收入同比增长近90%，毛利率增加13.46个百分点，成为业绩新增长点。海能技术表示，公司未来将持续加码色谱领域高效液相色谱仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪等产品研发和市场投入，助推产品收入持续攀升。资料显示，海能技术是一家专业从事科学仪器及分析方法的研发、生产及销售的高新技术企业，为广大科研工作者和质量控制从业人员提供生产工具和分析检测方法。目前，公司已拥有有机元素分析和样品前处理两大成熟系列产品。近年来，海能技术持续拓宽业务增长空间和产品领域，产品向系统复杂、技术含量更高、应用范围广、市场空间大的色谱领域拓展，重点布局高效液相色谱仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪两大产品，打开新业务增长空间，成为业绩增长主要动力。2022年，公司色谱光谱系列产品销售收入6339.76万元，同比增长89.23%；毛利率63.86%，同比增加增加13.46个百分点。此次调研中，海能技术称，公司去年色谱光谱系列产品收入大幅攀升，主要原因是2022年度合并海能吉富及其控制的子公司，以及前期重点布局的气相色谱-离子迁移谱联用仪与高效液相色谱仪为代表的色谱光谱系列产品收入大幅增长所致。未来，公司将重点加大高效液相色谱仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪等产品研发和市场投入力度，进而推动产品收入持续增长。据了解，海能技术于2021年末完成对联营企业海能吉富75%的认缴出资额的收购，主要是为有效提升GC-IMS（气相色谱-离子迁移谱联用）相关产品及技术研发和运营服务，进一步优化产业布局，丰富产品线，发挥各产业板块协同效应。值得注意的是，在购买日前海能技术已直接持有海能吉富25%的出资份额及直接持有海能吉富下属公司G.A.S.30.01%股权，按照公允价值重新计量产生利得1359.72万元。资料显示，海能吉富主要从事对外投资业务，子公司G.A.S主要从事气相色谱-离子迁移谱联用仪的研发、生产及销售。除此之外，海能技术在调研期间还详细介绍了投资天津海胜能光科技有限责任公司、控股济南海森分析仪器有限公司、增资白小白未来科技（北京）有限公司、投资上海安杰智创科技股份有限公司的背景及目的，以及在上海新设全资子公司的目的和规划等方面问题。

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