CN103837634A - 一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法 - Google Patents

一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法 Download PDF

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CN103837634A CN201410105965.7A CN201410105965A CN103837634A CN 103837634 A CN103837634 A CN 103837634A CN 201410105965 A CN201410105965 A CN 201410105965A CN 103837634 A CN103837634 A CN 103837634A
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Abstract

本发明涉及一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,具体包括:①标本采集;②测定方法:A.取尿液,并加入内标溶液;B.加入盐酸羟胺溶液和氢氧化钠溶液,进行肟化反应;C.加浓盐酸,再加入乙酸乙酯和乙醚充分混匀后,离心;吸取上层有机相;用氮气吹干;D.加入衍生化试剂,放入吹氮仪底座或温箱,衍生化,所述衍生化试剂包括BSTFA和TMCS;E.行分析。通过该方法能够同时检测人体尿液中可能出现的72种有机酸,该方法简单,操作方便,且准确度和灵敏度高。

Description

一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法
技术领域
本发明涉及生化检测技术领域,具体涉及一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法。
背景技术
通过有机酸系列检测了解身体代谢状况,与检测汽车排出的废气,来推断发动机状况是类似原理。身体将碳水化合物、氨基酸、脂肪从营养物变为可吸收物质和废物的过程,称之“代谢途径”。在这个过程的各阶段中,需要不同的氨基酸、维生素、矿物质等元素构成的酶、辅酶来调节代谢速率,再加上消化系统的分工合作。代谢途径中,若是某单项或数项元素或缺或少了,生化反应就会被中断或减慢,中间代谢的酸性产物将被排入尿液里,生化学家称之为“有机酸”,可被功能医学检查所侦测出来。因此,尿有机酸检测可以了解碳水化合物、氨基酸、脂肪等三大营养代谢和摄取的状况、以及细胞产生能量的效率、神经传导物质的平衡、身体对维生素和矿物质的需求、解毒的能力、还有肠道菌群生态。
许多的慢性病诊断非常困难,尤其当它牵涉到非特异性的症状例如疲倦、思路混沌、肌肉酸痛、肠胃不适、关节疼痛、睡眠质量不佳等。一般标准的医学检验是用来判断疾病的状态,而全套代谢功能分析不是用来诊断疾病,而是用来帮助我们找出致病的原因。此分析帮助我们评估特定的代谢异常,然后我们能根据结果量身订做个人化的营养补充计划,针对需要帮忙的环节使身体恢复正常的功能。此分析的目的不仅仅限于症状的治疗,而是希望能在疾病发生前就找出营养或代谢的缺陷并加以矫正。
发明内容
本发明的目的是提供一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,通过该方法能够同时检测人体尿液中可能出现的72种有机酸,该方法简单,操作方便,且准确度和灵敏度高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现:
一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,所述方法是采用气质联用技术进行检测,检测的方法具体包括以下步骤:①标本采集:收集晨尿或任意时间段尿液(该尿液为无防腐剂的尿液,若不及时使用该尿液,则将进行保存,优选在冷冻或冷藏的条件下保存在-20℃下);②A.取一定量的步骤①所述的尿液,并加入0.4mg/mL的内标溶液;B.加入0.5mg/mL盐酸羟胺溶液和10mol/L氢氧化钠(NaOH)溶液,对尿样中的有机酸进行肟化反应,用旋涡仪充分涡旋混匀静置1h;C.加12mol/L浓盐酸,再加入乙酸乙酯和乙醚充分混匀后,离心5min,再次用旋涡仪充分涡旋混匀;吸取上层有机相放入干净离心管;用99.999%氮气吹干;D.加入衍生化试剂,放入吹氮仪底座或温箱,条件温度65℃,衍生化30min,所述衍生化试剂包括BSTFA(双三甲基硅三氟乙酰胺)和TMCS(三甲基氯硅烷),BSTFA和TMCS的比例为97~99.5∶0.5~3,优选为99∶1(BSTFA∶TMCS=99∶1,即为Sylon-BFT),化合物被衍生化试剂BSTFA∶TMCS=99∶1(Sylon-BFT)转化为三甲基硅(TMS)衍生物;E.进样,利用气质联用仪进行分析。
进一步地,步骤A中所述的尿液为含有0.2mg肌酐的尿液。
进一步地,步骤A中所述的内标溶液的加入量为20μL,该内标溶液是将内标物溶于去离子水中进行制备;所述的内标物优选为2-苯基丁酸(2-PA)。
进一步地,步骤B中所述的盐酸羟胺溶液的加入量为100μL,该盐酸羟胺溶液为盐酸羟胺的水溶液。步骤B中所述10mol/L氢氧化钠(NaOH)溶液的加入量为300μL,该氢氧化钠溶液为氢氧化钠的水溶液。
进一步地,步骤C中所述的浓盐酸的加入量为300μL,所述乙酸乙酯和乙醚的加入量均为2mL。
进一步地,步骤D中所述的衍生化试剂的加入量为100μL。所述的BSTFA和TMCS的比例为99∶1(BSTFA∶TMCS=99∶1,即为Sylon-BFT)。
进一步地,步骤E中:所用气质联用仪的具体参数:毛细管色谱柱(HP-5MS)长30m,膜厚0.25μm,柱温箱起始温度70℃,3min,以10℃/min升温至260℃,然后再以20℃/min升温至280℃,2min,进样口温度250℃;氦气(99.999%)总流速23.4mL/min,分流比20∶1;离子源温度280℃,扫描范围50~550m/z(质荷比)。
本发明提供了一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其主要具有的有益效果为:该方法是采用气质联用技术进行检测,通过该方法能够同时检测人体尿液中可能出现的72种有机酸中的任何一种或几种或全部的含量,该方法简单,操作方便,且准确度和灵敏度高,具有重要的临床应用前景。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的72种有机酸标准样品混合液的色谱图;
图2是本发明实施例所述的人体A的尿液中所含有机酸的色谱图;
图3是本发明实施例所述的人体B的尿液中所含有机酸的色谱图。
具体实施方式
本发明实施例所述的一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法:1、取含有0.2mg肌酐的尿液;2、加入内标2-PA(0.4mg/mL)20μL;3、加100μL盐酸羟胺(0.5mg/mL)和NaOH(10mol/L),对尿样中的有机酸进行肟化反应,充分涡旋混匀静置1h;4、加300μL浓盐酸(12mol/L);再加入2mL乙酸乙酯和2mL乙醚充分混匀后,3500rpm(转/分)离心5min,涡旋;5、吸取上层有机相放入干净离心管;用99.999%氮气吹干;6、加入100μL衍生剂BSTFA∶TMCS=(99∶1),放入吹氮仪底座或温箱,条件温度65℃,衍生化30min;7、进样,在GC/MS仪器进行分析。
具体实施时,本发明所述方法能够检测的有机酸包括72种有机酸,每种有机酸的名称及编号如下表所示。
表1
编号 有机酸 编号 有机酸 编号 有机酸
1 柠苹酸 25 α-羟基丁酸 49 泛酸
2 5-羟基-甲基糠酸 26 丁二酸 50 戊二酸
3 3-酮戊二酸 27 富马酸 51 抗坏血酸
4 呋喃-2,5-二羧酸 28 苹果酸 52 3-羟基-3-甲基戊二酸
5 呋喃碳酰甘氨酸 29 α-酮戊二酸 53 N-乙酰基半胱氨酸
6 酒石酸 30 乌头酸 54 甲基枸橼酸
7 阿拉伯糖 31 柠檬酸 55 焦谷氨酸
8 羧基柠檬酸 32 高香草酸 56 乳清酸
9 丙三羧酸 33 香草扁桃酸 57 2-羟基马尿酸
10 2-羟基苯乙酸 34 5-羟基吲哚乙酸 58 2-羟基异戊酸
11 4-羟基苯乙酸 35 喹啉酸 59 2-氧代异戊酸
12 4-羟基苯甲酸 36 犬尿烯酸 60 3-甲基-2-氧戊酸
13 4-羟基马尿酸 37 尿嘧啶 61 2-羟基异己酸
14 马尿酸 38 胸腺嘧啶 62 2-羰基异己酸
15 3-吲哚乙酸 39 3-羟基丁酸 63 2-氧-4-甲硫丁酸
16 苯甲酸 40 乙酰乙酸 64 扁桃酸
17 3-(3-羟基苯基)-3-羟基丙酸 41 4-羟基丁酸 65 苯乳酸
18 4-甲酚 42 乙基丙二酸 66 苯丙酮酸
19 二羟基苯丙酸 43 甲基丁二酸 67 尿黑酸
20 甘油酸 44 己二酸 68 4-羟基苯乳酸
21 乙醇酸 45 辛二酸 69 N-乙酰基天冬氨酸
22 草酸 46 癸二酸 70 丙二酸
23 乳酸 47 甲基丙二酸 71 3-甲基戊二酸
24 丙酮酸 48 吡哆酸 72 磷酸
下面以具体实验案例为例来说明具体实施方式,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
①所用到的主要仪器设备与试剂:分光光度计,离心机,氮吹仪,安捷伦气相色谱质谱联用仪Agilent GC/MS--7890A/5975C,99.999%氮气及99.999%氦气;苦味酸(15g/L),氢氧化钠(10mol/L),去离子水,乙酸乙酯(HPLC级),乙醚(HPLC级),盐酸羟胺溶液(0.5mg/mL),盐酸(12mol/L),衍生化试剂BSTFA∶TMCS=99∶1(Sylon-BFT),内标物为2-苯基丁酸(2-PA,0.4mg/mL),如上表所示的72种有机酸的标准物。
②样品准备和相关溶液的配制:
a.标本采集:直接收集5~10mL晨尿或任意时间段尿液,无防腐剂,-20℃下保存;
b.尿肌酐测定:采用苦味酸法测定;
c.标准样品混合液的配制;
d.内标溶液配制:取20mg的2-苯基丁酸置于5mL容量瓶中,用去离子水定容;
e.72种有机酸标准样品混合液配制:称取上表中所给出的72种有机酸,分别置于5mL容量瓶中,用去离子水定容,编号分别标记为1~72,再分别吸取1-72号中的各有机酸溶液1.0mL置于50mL棕色容量瓶中,用去离子水定容,即为72种有机酸标准样品混合液。
③尿液中有机酸的测定方法
a.取新鲜的或冷冻保存的尿液,采用苦味酸法测定其中尿肌酐的含量,一般确保尿液中含有0.2mg的尿肌酐
b.在尿液中加入0.4mg/mL2-苯基丁酸20μL;
c.加100μL0.5mg/mL盐酸羟胺和300μL10mol/L NaOH,对尿样中的有机酸进行肟化反应,充分涡旋混匀静置1h;
d.加300μL 12mol/L浓盐酸;加入2mL乙酸乙酯和2mL乙醚充分混匀后,3500rpm(转/分)离心5min,涡旋混匀;
e.吸取上层有机相放入干净离心管,用99.999%氮气吹干;
f.加入100μL衍生化试剂BSTFA∶TMCS=(99∶1),放入吹氮仪底座或温箱,条件温度65℃,进行30min左右的衍生化;
g.进样GC瓶,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS:Gas Chromatograph-MassSpectrometer-computer)进行分析。
④气相质谱色谱分析
分析条件:毛细管色谱柱HP-5MS长30m,φ=250μm,膜厚0.25μm,柱温箱起始温度70℃,3min,以10℃/min升温至260℃,然后再以20℃/min升温至280℃,2min,进样口温度250℃;氦气(99.999%)总流速23.4ml/min,分流比20∶1;离子源温度280℃,扫描范围50~550m/z(质荷比)。
实施例2
图1为72种有机酸标准样品混合液的色谱图。
以2-苯基丁酸为内标物的内标法对1例人体A和1例人体B的晨尿液进行分析,人体A的分析结果分别如图2表2所示,人体B的分析结果分别如图3表3所示,图2图3中的马尿酸14由两个峰组成,即14-1和14-2组成,且在图2图3中的73指的是内标2-苯基;图1~3中每种有机酸及其编号对应表1所示。
在表2、3中,<DL表示所测尿液中不含该有机酸或在其检测限以下。
表2
Figure BSA0000102167510000081
表3
Figure BSA0000102167510000082
Figure BSA0000102167510000091
实施例3回收率及精密度
准备8份样品尿液,按本发明所述方法测定其中有机酸的含量,所测值记为结果A;然后再在所述的8份样品尿液中加入500μl/L的72种有机酸标准样品混合液,再按本发明所述方法测定其中的有机酸含量,所测值记为结果B;然后用结果B减去结果A所得的值与所加入的72种有机酸标准样品混合液的比值来计算回收率,并计算精密度,结果如下表(即表4)所示,由下表可见,回收率为80.4%~95.7%;变异系数为1.1%~4.8%,以噪声的2倍峰高作为检测限的标志,测得该方法的最低检测限为0.02~0.09mmol/mol-Cr。建立的分析方法的准确度和精密度可满足分析要求。RSD(Relative Standard Deviation,相对标准偏差)。
表4
Figure BSA0000102167510000092
Figure BSA0000102167510000111
Figure BSA0000102167510000121
实施例4:方法的重复性
取某一尿样,加入浓度为100μg/L的72种有机酸标准样品混合液,按本发明所述的方法进行衍生化等处理,并连续进样8次进行测定,计算保留时间RSD及面积峰RSD值。结果见表5所示,为72种有机酸的保留时间和峰面积的相对标准偏差检测成份。
表5
Figure BSA0000102167510000131
Figure BSA0000102167510000141
实施例5:样品稳定性试验
①样品尿液室温放置下的稳定性测试
取某样品尿液,分别于室温条件下放置0、2、4、8和12h后再按本发明所述方法对样品尿液进行衍生化等处理,并分别测定样品尿液中有机酸的含量,见下表(即表6)所示,最后一栏为该五个时间下测定数值的RSD值,由此结果可知:样品在室温放置12h内稳定。
表6
Figure BSA0000102167510000151
Figure BSA0000102167510000171
Figure BSA0000102167510000181
②样品尿液冷藏放置下的稳定性测试
取某样品尿液,分别于冷藏(即0~6℃)条件下放置0、2、4、6和8天后再按本发明所述方法对样品尿液进行衍生化等处理,并分别测定样品尿液中有机酸的含量,见下表(即表7)所示,最后一栏为该五个时间下测定数值的RSD值,由此结果可知:样品在室温放置8天内稳定。
表7
编号 有机酸 冷藏0天 冷藏2天 冷藏4天 冷藏6天 冷藏8天 RSD
mmol/mol mmol/mol mmol/mol mmol/mol mmol/mol
1 柠苹酸 3.27 3.27 3.38 3.47 3.56 3.74
2 5-羟基-甲基糠酸 3.02 3.03 3.10 3.11 3.17 2.01
3 3-酮戊二酸 0.05 0.05 0.06 0.06 0.06 3.58
4 呋喃-2,5-二羧酸 3.90 3.99 4.03 4.05 4.08 1.74
5 呋喃碳酰甘氨酸 0.11 0.11 0.12 0.12 0.12 2.54
6 酒石酸 1.67 1.68 1.68 1.72 1.74 1.79
7 阿拉伯糖 <DL <DL <DL <DL <DL
8 羧基柠檬酸 1.11 1.14 1.17 1.17 1.20 2.95
9 丙三羧酸 0.29 0.29 0.29 0.30 0.31 3.02
10 2-羟基苯乙酸 0.98 0.98 0.99 1.00 1.00 1.01
11 4-羟基苯乙酸 15.63 15.70 15.77 15.84 16.09 1.12
12 4-羟基苯甲酸 1.06 1.08 1.10 1.14 1.17 4.03
13 4-羟基马尿酸 4.43 4.46 4.49 4.50 4.53 0.86
14 马尿酸 158.02 161.66 165.32 170.03 173.09 3.68
15 3-吲哚乙酸 <DL <DL <DL <DL <DL
16 苯甲酸 0.82 0.84 0.84 0.88 0.91 4.23
17 3-(3-羟基苯基)-3-羟基丙酸 41.04 41.08 41.15 41.26 41.28 0.26
18 4-甲酚 4.17 4.18 4.18 4.28 4.36 1.97
19 二羟基苯丙酸 3.63 3.72 3.79 3.87 3.91 2.99
20 甘油酸 0.13 0.14 0.14 0.14 0.14 3.24
21 乙醇酸 20.34 20.48 20.76 20.87 20.90 1.20
22 草酸 18.25 18.36 18.42 18.51 18.55 0.65
23 乳酸 2.16 2.22 2.29 2.33 2.36 3.59
24 丙酮酸 <DL <DL <DL <DL <DL
25 α-羟基丁酸 2.49 2.49 2.51 2.52 2.53 0.71
26 丁二酸 3.99 4.05 4.07 4.16 4.25 2.48
27 富马酸 0.37 0.38 0.39 0.40 0.40 3.36
28 苹果酸 <DL <DL <DL <DL <DL
29 α-酮戊二酸 2.77 2.83 2.87 2.93 2.96 2.66
30 乌头酸 15.96 16.01 16.08 16.14 16.21 0.62
31 柠檬酸 217.70 222.97 229.07 232.37 234.39 3.03
32 高香草酸 4.84 4.89 5.00 5.04 5.04 1.85
33 香草扁桃酸 5.20 5.26 5.34 5.37 5.42 1.65
34 5-羟基吲哚乙酸 <DL <DL <DL <DL <DL
35 喹啉酸 <DL <DL <DL <DL <DL
36 犬尿烯酸 <DL <DL <DL <DL <DL
37 尿嘧啶 0.16 0.16 0.17 0.17 0.16 3.34
38 胸腺嘧啶 <DL <DL <DL <DL <DL
39 3-羟基丁酸 0.54 0.55 0.56 0.60 0.60 4.96
40 乙酰乙酸 3.47 3.47 3.48 3.58 3.68 2.63
41 4-羟基丁酸 0.43 0.45 0.45 0.44 0.46 2.56
42 乙基丙二酸 <DL <DL <DL <DL <DL
43 甲基丁二酸 0.85 0.85 0.85 0.86 0.86 0.64
44 己二酸 1.90 1.92 1.93 1.93 1.95 0.94
45 辛二酸 1.20 1.20 1.21 1.21 1.23 1.01
46 癸二酸 <DL <DL <DL <DL <DL
47 甲基丙二酸 1.66 1.68 1.71 1.74 1.76 2.41
48 吡哆酸 2.09 2.11 2.14 2.15 2.17 1.50
49 泛酸 1.47 1.47 1.48 1.49 1.52 1.40
50 戊二酸 <DL <DL <DL <DL <DL
51 抗坏血酸 <DL <DL <DL <DL <DL
52 3-羟基-3-甲基戊二酸 7.98 8.04 8.30 8.33 8.56 2.86
53 N-乙酰基半胱氨酸 <DL <DL <DL <DL <DL
54 甲基枸橼酸 <DL <DL <DL <DL <DL
55 焦谷氨酸 0.84 0.85 0.87 0.88 0.90 2.75
56 乳清酸 0.16 0.16 0.17 0.16 0.16 2.76
57 2-羟基马尿酸 <DL <DL <DL <DL <DL
58 2-羟基异戊酸 0.23 0.24 0.24 0.24 0.25 2.95
59 2-氧代异戊酸 0.59 0.60 0.60 0.61 0.61 1.39
60 3-甲基-2-氧戊酸 0.24 0.25 0.25 0.25 0.25 1.80
61 2-羟基异己酸 0.17 0.17 0.18 0.18 0.18 3.11
62 2-羰基异己酸 0.11 0.12 0.12 0.11 0.12 4.72
63 2-氧-4-甲硫丁酸 <DL <DL <DL <DL <DL
64 扁桃酸 <DL <DL <DL <DL <DL
65 苯乳酸 <DL <DL <DL <DL <DL
66 苯丙酮酸 0.33 0.33 0.34 0.35 0.35 2.94
67 尿黑酸 <DL <DL <DL <DL <DL
68 4-羟基苯乳酸 <DL <DL <DL <DL <DL
69 N-乙酰基天冬氨酸 0.71 0.71 0.72 0.72 0.72 0.76
70 丙二酸 0.21 0.21 0.21 0.22 0.22 2.56
71 3-甲基戊二酸 <DL <DL <DL <DL <DL
72 磷酸 524.87 530.06 539.31 544.23 547.58 1.78
③样品尿液冷冻放置下的稳定性测定
取某样品尿液,分别于冷冻条件下放置0、3、6和9天后再按本发明所述方法对样品尿液进行衍生化等处理,并分别测定样品尿液中有机酸的含量,见下表(即表8)所示,最后一栏为该四个时间下测定数值的RSD值,由此结果可知:样品在室温放置9天内稳定。
表8
Figure BSA0000102167510000221
Figure BSA0000102167510000231
Figure BSA0000102167510000241
Figure BSA0000102167510000251
本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下所作的有关本发明的任何修饰或变更,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:检测的方法具体包括以下步骤:
A.收集晨尿或任意时间段的尿液,并加入0.4mg/mL的内标溶液;
B.加入0.5mg/mL盐酸羟胺溶液和10mol/L氢氧化钠溶液,对尿样中的有机酸进行肟化反应,充分涡旋混匀静置1h;
C.加12mol/L浓盐酸,再加入乙酸乙酯和乙醚充分混匀后,离心5min,混匀;吸取上层有机相放入干净离心管;用99.999%氮气吹干;
D.加入衍生化试剂,放入吹氮仪底座或温箱,条件温度65℃,衍生化30min,所述衍生化试剂包括BSTFA和TMCS,二者的比例为97~99.5∶0.5~3;
E.进样,利用气质联用仪进行分析。
2.根据权利要求1所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:步骤A中所述的尿液为含有0.2mg肌酐的尿液。
3.根据权利要求1所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:步骤A中所述的内标溶液的加入量为20μL,该内标溶液是将内标物溶于去离子水中进行制备。
4.根据权利要求3所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:所述的内标物为2-苯基丁酸。
5.根据权利要求1所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:步骤B中所述的盐酸羟胺溶液的加入量为100μL,该盐酸羟胺溶液为盐酸羟胺的水溶液。
6.根据权利要求1所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:步骤B中所述10mol/L氢氧化钠溶液的加入量为300μL,该氢氧化钠溶液为氢氧化钠的水溶液。
7.根据权利要求1所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:步骤C中所述的浓盐酸的加入量为300μL,所述乙酸乙酯和乙醚的加入量均为2mL。
8.根据权利要求1所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:步骤D中所述的衍生化试剂的加入量为100μL。
9.根据权利要求1所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:步骤D中所述的BSTFA和TMCS的比例为99∶1。
10.根据权利要求1所述的同时检测人体尿液中多种有机酸含量的方法,其特征在于:步骤E中:所用气质联用仪的具体参数:毛细管色谱柱长30m,
Figure FSA0000102167500000021
膜厚0.25μm,柱温箱起始温度70℃,3min,以10℃/min升温至260℃,然后再以20℃/min升温至280℃,2min,进样口温度250℃99.999%的氦气总流速为23.4mL/min,分流比20∶1离子源温度280℃,扫描范围50~550m/z。
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