HPLC法测定末梢血中苯丙氨酸与酪氨酸及在苯丙酮尿症中的应用
来源:六九路网
维普资讯 http://www.cqvip.com 20 现代检验医学杂志第23卷第4期2008年7月 J Mod Lab Med,Vo1.23,No.4,Ju1.2008 HPLC法测定末梢血中苯丙氨酸与酪氨酸及在苯丙酮尿症中的应用。 莫喜明,唐爱国 (中南大学湘雅第二医院检验科,长沙410011) 摘 要:目的 建立一种简单、快速的反相高效液相色谱法测定末梢血液中的苯丙氨酸(Phe)与酪氨酸(Tyr)并用于苯丙 酮尿症(PKU)的筛查。方法 末梢血标本与等量5 (v/v)高氯酸溶液混合处理去除蛋白后离心取上清液2O 1直接进样 分析。用Hypersil C8色谱柱(6.0mm×300mm,10 m)分离,流动相为乙腈一水(体积比5:95),流速1.5 ml/min,紫外检测 波长210 nm,室温下测定。结果 末梢血中Tyr和Phe均分离良好,保留时间分别为5.88 min和8.43 min。1O2例健康儿 童指血Phe浓度67.7士15.4 ̄mol/L,Tyr浓度为62.2士13.9 ̄mol/L,Phe/Tyr比值为1.15士0.27。32例正常新生儿足跟 血Phe浓度为66.2士2O.5 ̄mol/L,Tyr浓度为59.5士18.8 ̄mol/L,Phe/Tyr比值为1.12士0.24。结论 该法灵敏度高, 特异性好,方法简便快速,成本低廉,适合于末梢血中Phe和Tyr的同时测定及PKU的筛查与监控。 关键词:高效液相色谱;苯丙氨酸;酪氨酸;苯丙酮尿症;新生儿筛查 中图分类号:R722.11;Q503 文献标志码:A 文章编号:1671—7414(2008)04—020—04 Determination of Phenylalanine and Tyrosine in Peripheral Blood by HPLC and Its Application in Phenylket0nuria MO Xi—ming,TANG Ai—guo(Department of Clinical Laboratory Science, Second Xiangya Hospital,Central South University,Changsha 4 1 00 1 1,China) Abstract:Objective To establish a simple and rapid method for the determination of phenylalanine and tyrosine in periph— eral blood by reverse phase high—performance liquid chromatography(RP—HPLC),and explore the feasibility of the method for neonatal screening of pheny1ketonuria(PKU).Methods Supernatant fluid of peripheral blood precipitated with per— chloric acid was isocratically eluted using a base—deactivated C8 column with 5%(v/v)acetonitrile in water as the mobi1 phase.Untravlolet detector worked at 21 0 nlT1.Results The retention time of tyrosine(Tyr)and phenylalanine(Phe) were 5.88 min and 8.43 rain respectively.Phe and Tyr in finger blood of 102 health enfant were(67.7士15,4)gmol/L and (62.2士13.9)gmol/L respectively.The ratio of Phe/Tyr was 1.15士0.27.Phe and r in heel blood of 32 health neonata1 were(66.2士20.5)gmol/L and(59.5士18.8)gmol/L respectively.The ratio of Phe/Tyr was 1.12士0.24.The levels of phenylalanine and tyrosine in whole—blood which anticogulated by EDTA—K2 were consistant with those of anticogulating by heparin(P>0.05).The levels of phenylalanine and tyrosine in peripheral blood were significantly lower than those in plasma,but showed a good correlation.Phenylalanine and tyrosine in whole—blood which storaged in frost were more stabil ity in one week.Conclusion This method is sensitivity,accurate,rapid and simple in measuring phenylalanine and tyrosine in finger blood. Keywords:high performance liquid chromatography;phenylalanine;tyrosine;pheny1ketonuria;neonatal screening 苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸(Tyr)属于芳香族 例,年龄为2月~7岁,平均年龄3.2岁)。研究对 氨基酸,是机体合成各种蛋白质、神经递质的重要 象在上午7~9时采取末梢血液80/,1于装有ED— 前体物质,在苯丙酮尿症(phenylketonuria, TA—K:固体抗凝剂的采血管内(湖北金杏科技发 PKU)、白化病等遗传代谢性疾病的诊断、治疗和 展有限公司产品),充分混匀。②正常新生儿标本 监测中其浓度测定具有十分重要的临床意义l1]。高 组:2007年3~4月在我院顺产各指标正常的新生 效液相色谱法可准确、快速地定量测定血液中的 儿,出生48 h后,哺乳2次以上,采集6O l足跟血 Phe和Tyr含量,但国内外多采用静脉血标本进行 于装有EDTA—K:固体抗凝剂的采血管内,充分混 检测。手指采血简便、快捷,患儿易于接受,便于长 匀,共32例(其中男19例,女13例),来自本院妇 期监控时反复检测。本文报道采用HPI C一紫外法 产科。⑧分析影响因素探讨组:随机采取本院住院 测定微量指血中的Phe和Tyr浓度。 或门诊病人。 1对象和方法 1.2主要仪器及试剂 1.1 对象①正常儿童组:2006年5月~1O月来 1.2.1仪器:美国Waters公司PC800型高效液 本院体检的正常儿童102例(其中男58例,女44 相色谱仪,包括M510泵,M486紫外检测器, *基金项目:湖南省科技厅资助项目(04SK3052)。 作者简介:莫喜明(1977一),男,湖南长沙人.硕士,主管技师,Tel:l3574854880。 维普资讯 http://www.cqvip.com 现代检验医学杂志第23卷第4期2008年7月 J Mod Lab Med,Vo1.23,No.4,Ju1.2008 21 MT125 Rheodync进样阈(定量环20 1)及PC800 色谱工作站;美国Millipore公司Millipore—Q纯水 机,TGLL一18台式冷冻离心机。 1.2.2主要试剂及配制:I 一苯丙氨酸(Phe),L一酪 (A)作回归分析,回归方程为:A一6 082.7C一25 444,r一0.998 9。Tyr标准溶液在5.5~1 250  ̄mol/L范围内,回归方程为:A=4 679.1C一15. 1,r一0.999 9,均示线性良好。以信噪比(S)等于3 时求出Phe和Tyr的最低检测限分别为1.5 #mol/L和1.0#mol/L。 氨酸(Tyr)购于Sigma公司;乙腈(色谱纯)美国 Tedia公司;高氯酸(优级纯);冰乙酸(分析纯)。 1.2.3标准溶液的配制:①6 100 ̄mol/L L—Phe 和5 500 ̄mol/L L—Tyr标准储存液:分别取Phe 和Tyr标准品各10.0 mg用2.5 (v/v)高氯酸溶 液溶解后各自定容至10.0 ml混匀,分装储存于一 20℃冰箱备用。使用前稀释成610,61.0 gmol/L I 一Phe和510,51.0 ̄mol/L L—Tyr的应用液。②混 合标准应用液:2.5 (v/v)高氯酸溶液配制混合标 准应用液,终浓度为Phe(61.0 ̄mol/L)和Tyr (55.0 ̄mol/L)。 1.3 分析方法 40 l全血加入到盛有等体积 5 (v/v)高氯酸蛋白沉淀剂的eppendorf管内,旋 涡混匀30 s后室温放置10 min,然后10 000 r/min 离心5 min,取上清35 l再次10 000 r/min离心5 min,取上清20 l进样。色谱条件:色谱柱为Hy— persil C8柱(6.0mm×300mm,10 m,大连依利特 科学仪器有限公司);流动相为5 (v/v)乙腈;流 速1.5 ml/min;等度洗脱;紫外检测波长210 nm; 室温;进样量20 l。Phe和Tyr峰的定性、定量及 统计学处理:Phe和Tyr峰采用峰保留值比较法和 叠加法定性分析,用外标法测峰面积进行定量分 析,结果用 ±S表示,统计分析均由spssl1.5统 计软件包完成。 2 结果 2.1 标准品、正常儿童末梢血样品、PKU患儿末 梢血样品的色谱分离图 分别见图1,2,3。混合标 准品、正常儿童末梢血样品、PKU患儿末梢血样品 的色谱分离,10 min内分离完毕,Tyr和Phe均分 离良好,保留时间分别为5.88 min和8.43 min。 【乜 压 ^ 微 伏 图1标准品色谱图 2.2 标准曲线和检测限Phe标准溶液在6~1 512 ̄mol/L范围内,以浓度(c)对其相对的峰面积 电 压 ^ 微 伏 0 图2正常儿童末梢血样品色谱图 电 压 ^ 微 伏 图3 PKU患儿末梢血样品色谱图 2.3精密度和回收率试验将相同血型的混合全 血分为20份同一批连续测定,计算批内CV,将同 一混合全血再分成20份冰冻保存,每天取一份测 定,计算批间CV。Phe的批内与批间精密度分别为 3.2 与5.4 ,Tyr的批内与批间精密度分别为 2.6 与4.6 。向10份已知Phe和Tyr浓度(分 别为73.5 ̄mol/L和65.6 ̄mol/I )的混合同型全 血中加入用生理盐水释稀的Phe和Tyr标准品 (加入浓度分别为Phe 61.0 ̄mol/I ,Tyr 55.0  ̄mol/I ),测得其平均回收率Phe为98.2 ,Tyr 为98.8 。 2.4干扰试验将98.0 ̄mol/I L-色氨酸,103. 4 ̄mol/L 5-羟色胺,256 ̄mol/I 肌酐,765 ̄mol/ I 肌酸加入正常全血标本中,未见对测定有影响的 干扰峰出现。 2.5 不同抗凝血Phe,Tyr浓度比较 为了探讨 使用不同抗凝剂时抗凝血中的氨基酸浓度是否有 差异,选择了临床上常用的肝索和EDTA—K。两种 抗凝剂进行比较,分别测定了41例肝索抗凝全血 维普资讯 http://www.cqvip.com 22 现代检验医学杂志第23卷第4期2008年7月 J Mod Lab Med,Vo1.23,No.4,Ju1.2008 与EDTA—K:抗凝全血的Phe(分别为68.4± 18.1,67.2±14.8/2mol/L)和Tyr(61.3±13.5, 62.7±15.6 ̄mol/L)浓度。结果显示,这两种不同 的抗凝剂抗凝后所测得的全血中的Phe和Tyr浓 度经配对t检验无统计学差别(P—o.725,P一0. 833),说明这两种抗凝剂都是适用的,但由于肝素 相对成本稍高,况EDTA—K:经验证不干扰测定, 故选择更为常用的EDTA—K:。 2.6 血浆、血清、末梢血中Phe和Tyr浓度比较 为探讨血浆、血清、末梢血中Phe和Tyr浓度是 否存在差异,选择了1o例正常人,10例肝病患者, 同时测定了其血清、EDTA—K:抗凝血浆及末梢血 内三者的浓度,结果,血清、血浆内的Phe(80.4± 18.6,79.5±2O.7 ̄mol/I )和Tyr(71.3±20.7, 71.8±22.5 ̄mol/L)浓度二者无差别(P一0.835, >0.05),但明显高于末梢血(Phe73.1±15.7 /2mol/I ,Tyr65.2±16.3 ̄mol/I )(P<0.05)。血 浆与末梢血二者经相关性检验,相关系数r分别达 0.994(Tyr)与0.981(Phe),相关明显(二者都有P 一0.000)。经回归分析,Phe末梢血一0.946Phe血浆一 2.096,Tyr, ̄血一0 Tyr血浆一4.215(--者都有 P一0.000)。 2.7 温度与保存时间对测定结果的影响 分别测 试41例EDTA—K:抗凝全血标本在室温(25± 1)℃,4℃保存条件下0,24,72,12O,168 h及一2O ℃冰冻保存1 w后Phe和Tyr浓度随时问变化的 趋势。其结果如图4,5。结果表明,在冰冻保存条件 下,1 w后冻溶再进行检测,Phe和Tyr浓度变化 无统计学意义(P值分别为0.732与0.586)。在4 ℃保存条件下,Phe和Tyr浓度有逐步上升的趋 势,但在120 h内基本保持稳定(P值分别为0.425 与0.217),到第7 d明显升高(P<0.05)。在室温 下保存,测定结果改变明显。在24 h内Phe和Tyr 浓度尚无明显变化(P值分别为0.536与0.308), 在72 h后明显上升(P<0.05),说明在室温下及时 测定的必要性,对待检标本进行及时处理是得到可 靠结果所必需的。 图4 不同温度下保存时间对全血Phe浓度的影响 图5 不同温度下保存时间对全血Tyr浓度的影响 2.8正常标本的测定 2.8.1 正常儿童指血Phe,Tyr和Phe/Tyr比值 测定:按本法测得1O2例(其中男58例,女44例, 年龄为2月~7岁,平均年龄3.2岁)各项体检指 标正常的儿童指血中Phe和Tyr浓度,结果见表 1。统计分析表明指血中Phe和Tyr浓度无性别差 异(P值分别为0.509和0.394)。 表1 健康幼儿末梢血Phe和Tyr ̄(u,mol/L,n=102) 2.8.2健康新生儿足跟血Phe,Tyr和Phe/Tyr 比值测定:共收集了我院顺产各指标正常,出生48 h后,哺乳2次以上的新生儿足跟血32例(其中男 19例,女13例),测定其Phe为66.2±20.5/2mol/ I (范围为3O.5~113.0/2mol/I );Tyr为59.5± 18.8/2mol/L(范围为24.7~85.8/2mol/L);Phe/ Tyr为1.12士0.24(范围为0.73~1.66)。要建立 起正常新生儿足跟血Phe,Tyr及Phe/Tyr比值的 参考范围用于PKU的筛查,有待于更多临床标本 及资料的收集。 3 讨论 PKU是一种呈世界性分布的遗传代谢 性疾病,也是一种可通过早期筛查、诊治并取得良 好控制的疾病。PKU的筛查方法迄今常用的有细 菌抑制法、荧光法与酶法等。Guthrie细菌抑制法 (BIA)作为最早应用的PKU筛查方法在我国现今 仍被人们广泛应用,该法操作简单,实验条件要求 不高,成本低。但该法只能进行半定量测定,耗时较 长,且受制板温度、琼脂板血片分布等众多因素的 影响,难于质控 ]。BIA在国际上使用的实验室越 来越少,在参加CDC Phe质控的近1 300家实验 室中,2005年上半年仍用该法的仅为4.95 ]。荧 光法是利用苯丙氨酸与茚三酮试剂反应产生荧光, 通过测定荧光强度来测算苯丙氨酸浓度,荧光法无 维普资讯 http://www.cqvip.com 现代检验医学杂志第23卷第4期2008年7月 J Mod Lab Med,Vo1.23,No.4,Ju1.2008 23 论从实验的精密度,还是准确性上都优于BIA,具 研究。虽然其抗凝原理不同,但结果表明,二者对于 用该法测定Phe和Tyr都是适用的。研究亦表明, 有更灵敏、准确、定量的特点[4]。该方法实现了从定 性到定量的飞跃,并可批量检测,亦可用于PKU 的治疗监控。现常用的有Labsystem试剂盒及 末梢血的Phe和Tyr浓度与血浆有良好的相关 性。标本放置时间对测定结果的影响,以前的研究 都集中在对于干血滤纸片的研究上[8],由于本研究 采用微量全血进行测定,故对其不同保存方式进行 了研究。根据一般标本周转所需要的时间,选择了 观察其在1 w内的变化,结果显示,室温下24 h内 wal1ac试剂盒,在我国已部分取代了细菌抑制法。 但由于该反应为非特异性反应,且荧光试剂不够稳 定,尤其是荧光增强剂,只能每次检测前临时配置, 使得操作过程繁琐,单个样本测试时间在2 h左 右,需要特殊的设备。 HPI C技术作为一种集分离和测定于一体的 分析技术,在PKU的筛查和确证中发挥着极其重 要的作用,包括有离子交换色谱法、反相高效液相 色谱法、毛细管电泳色谱技术等。由于其分离的高 效能,不仅可以测定标本中Phe的浓度,而且可同 时测定Tyr及Trp等芳香族氨基酸的浓度,因而 被认为是现今Phe测定的参考方法。Levy等在观 察了1 000多例样本后发现Phe/Tyr比值能有效 的区别PKU患者与非PKU患者,当切割点为2.0 时,PKU筛查的敏感性和特异性可达100 ,可避 免大量的重复测定[5]。同时,在PKU患者用低Phe 饮食治疗时,Phe/Tyr比率可用来评价患者的智力 行为功能 J。 虽然现在HPLC测定Phe的方法很多,但要 么标本用量大,要么用于血片采集标本检测时要进 行柱前或柱后衍生,操作复杂,试剂成本昂贵口]。因 而,现在的HPI C技术基本上只用于PKU的确诊 和少量的治疗监控中。目前的报道,用直接法测定 血液中的Phe 和Tyr都采用静脉血,用血浆或血 清作为测定标本。由于新生儿采取静脉血难度大, 有的甚至需从颈静脉采血,患儿家长很难接受这种 采血方式,限制了其在PKU筛查和PKU患儿监 控中的应用。我们尝试用末梢血直接作为测定标 本,对标本处理过程及实验条件进行了改进,用血 量只需4O l,达到了微量的要求。从研究可知,高 效液相色谱一紫外法直接测定末梢血液中的Phe 和Tyr浓度是切实可行的。该方法的精密度,准确 性,回收率,抗干扰能力,线性范围等指标都达到了 应用的要求。整个测定过程从标本采集到报告结果 只需20 min左右,方法简便、快速,可完全满足临 床的需求。 采取全血标本可使用的抗凝剂有许多,如ED— TA、肝素、枸橼酸盐、草酸盐等。由于枸橼酸盐抗凝 时所用的抗凝剂为液体,且用量较大,故抗凝时对 采血量要严格按比例控制,才能得出准确的结果, 这在采集新生儿标本时不易做到,故本文选用了在 临床上常用的EDTA—K 与肝素两种抗凝剂进行 测定完毕是十分必要的,即便是在4℃条件下,5 d 内也应进行测定,否则会引起测定值的假性增高。 至于冰冻条件下,只保存了1 w,其结果未见有意 义的变化,具体最长稳定期是多长,有待进一步的 观察。这就要求人们如果是从外实验室采集标本送 检,最好是能把标本放置在冰袋内进行运送。总之, 本方法的成功建立,有望使筛查与确诊一步到位, 达到早诊早治的目标,亦可广泛用于苯丙酮尿症的 治疗监测。 参考文献: [1]顾学范,王治国.中国580万新生儿苯丙酮尿症和先 天性甲状腺功能减低症的筛查[J3.中华预防医学杂 志,2004,3(38):99—102. [2]张军力,盂峻,史珉,等.细菌抑制法筛查苯丙酮 尿症的质量控制[J].内蒙古医学院学报,2002,24 (3):191—192. [3 3 Bell CJ.Newborn screening quality assurance pro— gram summary report:inborn errors of metabolism [J3.CDC,2005,16(1):12-13. [43 田国力,许洪平,朱伟明,等.新生儿苯丙酮尿症两种 实验室筛查方法的质量评价rJ].检验医学,2007,22 (2):1 71—1 73. [53 Levy PA,Miller JB,Shapira E.The advantage of ph— enylalanine to tyrosine ratio for the early detection of phenylketonuria[J].c in Chim Acta,1998,270(2): 1 77—181. E63 Luciana M,Sullivan J,Nelson CA.Associations be— tween phenylalanine——to——tyrosine ratios and perfor—- mance on tests of neuropsychological function in ado— lescents treated early and continuously for phenylke— tonuria[J].Child Dev,2001,72(6):1637—1652. [7]Tcherkas YV,Kartsova LA,Krasnova IN.Analys Js of amino acids in human serum by isocratic reversed— phase high-performapce liquid chromatography with electrochemical detection[J3.J Chromatogr A,2001, 9l3(1—2):303—308. E83李明训,陈西贵,李文杰,等.新生儿筛查滤纸干血样 测定的影响因素探讨EJ].中华检验医学杂志,2001, 24(6):339~341. 收稿日期:2007—12-13 修回日期:2007—12-27