液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定尿酸及與常規(guī)檢測方法的比較

張海晨，　李水軍，　孫賀偉，　宋云霄

[1. 上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院(中國科學(xué)院上海臨床研究中心)檢驗科，上海 200031；

2. 上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院(中國科學(xué)院上海臨床研究中心)中心實驗室，上海 200031；

3. 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，上海 200444]

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定尿酸及與常規(guī)檢測方法的比較

張海晨1，李水軍2，孫賀偉3，宋云霄1

[1. 上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院(中國科學(xué)院上海臨床研究中心)檢驗科，上海 200031；

2. 上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院(中國科學(xué)院上海臨床研究中心)中心實驗室，上海 200031；

3. 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，上海 200444]

摘要：目的建立液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)檢測血清尿酸的方法，并與臨床常規(guī)生化方法進行比較，為臨床實驗室不同檢測系統(tǒng)尿酸檢測結(jié)果的一致性提供參考。方法血清添加同位素內(nèi)標尿酸-15N2，經(jīng)乙腈處理吹干重組后采用LC-MS/MS測定。以Capcell C18 MGⅢ為分析柱進行反相色譜分離，以5 mmol/L乙酸銨+0.1%乙酸水溶液和甲醇(90∶10，v/v)為流動相，等度洗脫，流速0.3 mL/min，電噴霧離子化串聯(lián)四極桿質(zhì)譜，負離子多反應(yīng)監(jiān)測，尿酸離子通道為167/124 amu(定量)、167/96 amu(定性)；尿酸-15N2離子通道為169/125 amu。LC-MS/MS進行方法學(xué)評價后與臨床尿酸常規(guī)檢測方法(酶紫外法和酶比色法)進行比較。結(jié)果LC-MS/MS檢測尿酸的線性范圍為30～952 μmol/L，批內(nèi)和批間精密度分別為2.01%～6.23%和4.55%～8.08%，準確度為96.5%～103.4%。尿酸的色譜保留時間為1.5 min，單份樣品的分析時間為3 min。酶紫外法、酶比色法與LC-MS/MS的平均偏差分別為-10.02%、-9.88%；線性相關(guān)方程分別為Y酶紫外法=0.898XLC-MS/MS+2.15，r=0.978；Y酶比色法=0.845XLC-MS/MS+22.15，r=0.983。LC-MS/MS與美國標準技術(shù)研究所(NIST)定值參考物質(zhì)的平均偏差為1.56%±0.65%，與衛(wèi)生部臨床檢驗中心2014年代謝物正確度驗證樣品的定值的偏差為-0.34%～3.05%。結(jié)論采用LC-MS/MS可簡便、準確地定量檢測尿酸。酶紫外法、酶比色法的血清尿酸測定結(jié)果與LC-MS/MS具有較好的可比性。

關(guān)鍵詞：尿酸；液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法；尿酸酶紫外法；尿酸酶比色法

Liquid chromatography-tandem mass spectrometry for uric acid and its comparison with clinical routine determination methodZHANGHaichen1，LIShuijun2，SUNHewei3，SONGYunxiao1

.[1.DepartmentofClinicalLaboratory，ShanghaiXuhuiCentralHospital(ShanghaiClinicalResearchCenter，ChineseAcademyofSciences)，Shanghai200031，China； 2.CentralLaboratory，ShanghaiXuhuiCentralHospital(ShanghaiClinicalResearchCenter，ChineseAcademyofSciences)，Shanghai200031，China； 3.BiologicalCollege，ShanghaiUniversity，Shanghai200444，China]

Abstract：ObjectiveTo establish a liquid chromatography-tandem mass spectrometry(LC-MS/MS)for serum uric acid， and to compare LC-MS/MS with clinical routine determination methods. MethodsUric acid-15N2was added as internal standard， serum samples were precipitated with acetonitrile and dried with nitrogen flow. A reversed-phase chromatographic separation was performed on Capcell C18 MGⅢ analytical column by using 5 mmol/L ammonium acetate plus 0.1% acetate acid in water and methanol(90∶10，v/v)as mobile phase. The flow rate was 0.3 mL/min. Uric acid and internal standard were monitored by a negative electrospray ion-tandem mass spectrometry system using ion transitions of 167/124 amu (quantitation) and 167/96 amu (qualitation) for uric acid and 169/125 amu for uric acid-15N2. After being validated， the LC-MS/MS was compared with the uricase ultraviolet (UV) method and uricase colorimetric (UC) method. ResultsThe LC-MS/MS was validated over a concentration range of 30-952 μmol/L. Within-run and between-run precisions were 2.01%-6.23% and 4.55%-8.08%， respectively. The accuracy was 96.5%-103.4%. The retention time of uric acid was 1.5 min, and total run time was 3 min. The linear correlation formulas among LC-MS/MS， uricase UV method and uricase UC method were YUV=0.898XLC-MS/MS+2.15， r=0.978 and YUC=0.845XLC-MS/MS+22.15， r=0.983. The average biases were 1.56%±0.65% between LC-MS/MS and the National Institute of Standards and Technology (NIST) standard reference material and -0.34%-3.05% between LC-MS/MS and correctness verification samples, 2014 from the National Center for Clinical Laboratory. ConclusionsSerum uric acid can be simply and accurately measured by LC-MS/MS. There is good comparability between LC-MS/MS， uricase UV method and uricase UC method.

Key words：Uric acid； Liquid chromatography-tandem mass spectrometry method； Uricase ultraviolet method； Uricase colorimetric method

血尿酸是臨床診斷痛風、腎結(jié)石的傳統(tǒng)生化指標[1-2]。越來越多的臨床研究數(shù)據(jù)表明，高尿酸血癥還是高血壓、冠心病、代謝綜合征的風險因子[3-7]。低尿酸血癥則可能增加惡性腫瘤、心血管疾病、骨損傷疾病、膽囊疾病的風險[8]。目前用于檢測尿酸的方法有酶紫外法、酶比色法、磷鎢酸比色法、干化學(xué)法等?；谫|(zhì)譜法的尿酸檢測更多地應(yīng)用于參考方法的建立[9-11]，用于臨床常規(guī)檢測則比較少見。我們對本實驗室自建的同位素稀釋液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS)進行了方法學(xué)驗證，并與目前臨床常用的檢測尿酸的酶紫外法和酶比色法進行比較，評價LC-MS/MS與現(xiàn)有尿酸檢測方法的可比性。

材料和方法

一、樣品來源

收集上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院門診及住院的血清尿酸>476 μmol/L和<100 μmol/L的患者45例。同時收集上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院體檢中心健康體檢者135名，其中男65名，女70名，排除明顯溶血和脂濁的樣本，體檢結(jié)果無明顯異常。所有血清樣本收集后置-70℃保存。

二、試劑和儀器

1. 試劑尿酸標準品(純度99%，批號10105129)購自英國Alfa Aesar公司；尿酸-15N2(同位素豐度98%，批號PR-16532A)購自美國Cambridge Isotope Laboratory公司；乙酸(液相色譜純)購自美國Tedia公司；乙酸銨(優(yōu)級純)、乙腈(液相色譜純)、甲醇(液相色譜純)購自德國Merck KGaA公司。尿酸常規(guī)檢測試劑盒[酶紫外法(批號：FA5133)、酶比色法(批號：300196)]、校準液[酶紫外法(批號：4ED108)、酶比色法(批號：267256A)]購自西門子醫(yī)學(xué)診斷產(chǎn)品(上海)有限公司。定值質(zhì)控品(水平1批號：45651、水平2批號：45652、水平3批號：45653)購自伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品(上海)有限公司。

2. 儀器LC-MS/MS檢測系統(tǒng)由3200 QTRAP串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國Applied Biosystems公司)及液相色譜系統(tǒng)[日本島津公司，包括LC-20AD輸液泵、DGU-20A3在線脫氣儀、SIL-HTc自動進樣器]組成。酶紫外法的儀器為SIEMENS Dimension RxL全自動生化分析儀檢測，酶比色法的儀器SIEMENS ADVIA 2400全自動生化分析儀。其他儀器包括Vortex-2渦旋混合器、Eppendorf Centrifuge 5430 R冷凍高速離心機、Techne GR-150氮吹儀。

三、LC-MS/MS分析條件

參照文獻[12]，本實驗室為適應(yīng)臨床常規(guī)測定尿酸的需要，全新自建了LC-MS/MS，采用與文獻[12]不同的流動相、洗脫方法、色譜柱和樣品處理方法。

1. 液相條件分析柱為Capcell C18 MGⅢ(2.1 mm×100 mm，5 μm，日本資生堂精細化學(xué)公司)；流動相為5 mmol/L乙酸銨+0.1%乙酸水溶液和甲醇(90∶10，v/v)，等度洗脫，流速為0.3 mL/min，進樣體積為5 μL。

2. 質(zhì)譜條件電噴霧離子源，負離子檢測；GAS1：60，GAS2：60，氣簾氣：20，碰撞氣：高，離子源電壓：4 500 V，離子源溫度：550℃；多反應(yīng)監(jiān)測(multiple reaction monitoring，MRM)掃描分析，尿酸離子通道為167/124 amu(定量)、167/96 amu(定性)；尿酸-15N2離子通道為169/125 amu。

3. 貯備液、標準溶液和內(nèi)標溶液的制備(1)尿酸貯備液：精密稱取尿酸標準品，2 mmol/L氨水溶解定容，配制濃度為1 142 μmol/L；(2)內(nèi)標貯備液：精密稱取尿酸-15N2標準品，2 mmol/L氨水溶解定容，配制濃度為1 159 μmol/L；(3)尿酸工作液：取尿酸貯備液，用5 mmol/L乙酸銨+0.1%乙酸水溶液配制成濃度為30、60、119、238、476、952 μmol/L的標準工作液，按樣品處理方法處理后進樣。

4. 樣品處理在100 μL血清中添加10 μL尿酸-15N2貯備液為內(nèi)標，200 μL乙腈沉淀蛋白，22 000×g離心5 min，取50 μL上清液40℃氮氣吹干，200 μL 5 mmol/L乙酸銨+0.1%乙酸水溶液重組，取5 μL進樣分析。

四、尿酸常規(guī)生化檢測方法

采用酶紫外法和酶比色法分別檢測尿酸，嚴格按試劑盒說明書操作。

五、統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析。方法之間的差異采用配對t檢驗和ANOVA分析，相關(guān)性采用線性回歸分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

一、 LC-MS/MS測定血清尿酸的方法學(xué)評價

尿酸和同位素內(nèi)標的保留時間為1.5 min，每份樣品的儀器分析時間為3 min。典型的色譜圖見圖1。采用流動相A(5 mmol/L乙酸銨+0.1%乙酸水溶液)作為空白基質(zhì)，用于配制標準曲線和質(zhì)控樣品，空白樣品無干擾。

以添加濃度為X軸，樣品與內(nèi)標物的峰面積比為Y軸，進行線性回歸，經(jīng)加權(quán)最小二乘法“1/X2”權(quán)重得回歸方程為Y=0.043X+0.048，r=0.997)。尿酸濃度在30～952 μmol/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。由于過低的尿酸濃度臨床意義不大，故本研究將尿酸的最低定量下限(Lower limit of quantification，LLOQ)設(shè)定為30 μmol/L，LLOQ的色譜圖見圖1。LC-MS/MS的檢測限可達1 μmol/L。

取6個臨床血清樣品，同時用空白基質(zhì)(流動相A)配制297 μmol/L尿酸化學(xué)品，分別與血清樣品等體積混合，重復(fù)測定6次，同時測定血清樣品、化學(xué)品、混合樣品的尿酸及內(nèi)標響應(yīng)。確定混合樣品尿酸/內(nèi)標比值與理論值(血清樣品與化學(xué)品響應(yīng)均值)的百分比即可計算方法的回收率。LC-MS/MS的回收率為93.8%～107.0%。

用空白基質(zhì)配制89、297、714 μmol/L尿酸質(zhì)控品，同時收集3個臨床血清樣品，分3個批次，每批次重復(fù)測定6次。LC-MS/MS測定血清尿酸的精密度和準確度結(jié)果見表1。

觀察血樣在室溫(23℃)放置8 h、處理后在自動進樣器放置12 h、凍融3次、-20℃保存14 d以及尿酸貯備液-20℃放置5 d的穩(wěn)定性。與初始濃度相比，其相對偏差分別為-4.5%、-2.6%、-6.8%、2.1%和-0.9%。

采用 LC-MS/MS檢測135名體檢者的血清尿酸。男性尿酸水平[(398±70)μmol/L]明顯高于女性[(303±73)μmol/L](P<0.001)，見圖2。

注：尿酸及內(nèi)標的色譜保留時間均為1.5 min；(a)空白基質(zhì)；(b)LLOQ，尿酸濃度為30 μmol/L；(c)患者血清樣品，尿酸濃度為392 μmol/L

圖1　尿酸典型色譜圖

圖2LC-MS/MS測定男、女性血清尿酸的比較

二、方法學(xué)比較

采用LC-MS/MS、酶紫外法和酶比色法分別測定135名體檢者血清尿酸濃度，經(jīng)線性回歸分析，回歸方程分別為Y酶紫外法=0.898XLC-MS/MS+2.15，r=0.978；Y酶比色法=0.845XLC-MS/MS+22.15，r=0.983。見圖3。

注：(a)LC-MS/MS與酶紫外法的相關(guān)性，Y酶紫外法=0.898XLC-MS/MS+2.15，r=0.978；(b)LC-MS/MS與酶比色法的相關(guān)性，Y酶比色法=0.845XLC-MS/MS+22.15，r=0.983

圖3酶紫外法、酶比色法與LC-MS/MS的相關(guān)分析

以兩種方法的尿酸測定均值為橫坐標，以兩種方法尿酸測定值百分偏差為縱坐標，作Bland-Altman圖，分析酶紫外法、酶比色法與LC-MS/MS的一致性。酶紫外法與LC-MS/MS的平均偏差為-10.02%，酶比色法與LC-MS/MS的平均偏差為-9.88%，見圖4。方差分析顯示3種方法之間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。

采用LC-MS/MS測定美國標準技術(shù)研究所(National Institute of Standards and Technology，NIST)參考物質(zhì)SRM1950中的尿酸水平[定值±不確定度為(254±5)μmol/L)，偏差為1.56%±0.65%(n=3)；采用LC-MS/MS測定衛(wèi)生部臨床檢驗中心2014年代謝物、總蛋白正確度驗證的樣品[編號分別為201411、201412，定值±不確定度分別為295.0±12.0、(536.0±22.1)μmol/L)]的偏差為-0.34%～3.05%(2水平，n=3)，測定結(jié)果均落在不確定度允許范圍內(nèi)。測定衛(wèi)生部臨床檢驗中心2014年常規(guī)化學(xué)室間質(zhì)量評價(external quality assessment，EQA)樣品，與靶值的偏差為3.68%±1.19%(5水平，n=3)。

圖4LC-MS/MS與酶紫外法、酶比色法的Bland-Altman圖

討論

得益于儀器成本的大幅下降和自動化程度的不斷提高，最近10年質(zhì)譜技術(shù)在臨床檢驗領(lǐng)域的應(yīng)用得到了突飛猛進的發(fā)展。LC-MS/MS將色譜的高效分離能力和質(zhì)譜的特異、靈敏、多組分檢測能力有機結(jié)合，成為臨床檢驗領(lǐng)域最富生命力的新技術(shù)之一。目前，LC-MS/MS已經(jīng)在臨床檢驗如常規(guī)生化、內(nèi)分泌、治療藥物監(jiān)測、維生素、多肽蛋白等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用[13]。目前基于LC-MS/MS的尿酸檢測主要用于建立參考方法[9-11，14]，可以實現(xiàn)高度精確的尿酸檢測。參考方法對分析過程和色譜分離要求嚴格，因此操作繁瑣、時間冗長，不適合用于臨床常規(guī)應(yīng)用。目前鮮見LC-MS/MS用于臨床常規(guī)的報道。由于上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院藥物臨床試驗項目及臨床校對的需要，本實驗室自建了測定血清尿酸的LC-MS/MS方法。本研究建立的LC-MS/MS采用同位素稀釋質(zhì)譜法，血清用乙腈沉淀后吹干，常規(guī)反相液相色譜分離，每個樣品的色譜分析時間僅為3 min，可以實現(xiàn)簡單、快速的檢測。空白基質(zhì)與真實血清有良好的互換性，樣品在室溫、凍融、長期儲存等條件下，尿酸均能保持相對穩(wěn)定。由于尿酸具有稠環(huán)化學(xué)結(jié)構(gòu)，不易溶于水和有機溶劑，易溶于堿性水溶液，但尿酸在堿性條件下穩(wěn)定性不佳。本研究借鑒了參考方法建立時采用的尿酸貯備液配制方法[11，15]，采用2 mmol/L氨水配制濃度1～2 mmol/L尿酸貯備液，-20℃保存，解決了其穩(wěn)定性和溶解性問題。考慮到本方法為自建方法，本研究測定了NIST的參考物質(zhì)SRM1950以及2014年衛(wèi)生部臨床檢驗中心代謝物正確度驗證的樣品，偏差總體上控制在5%以內(nèi)，說明本方法具有良好的準確性和可靠性，完全可以滿足尿酸常規(guī)檢測的要求。

臨床現(xiàn)有的尿酸檢測方法有酶紫外法、酶比色法等多種，有進口和國產(chǎn)儀器/試劑之分，又存在封閉平臺和開放平臺等組合形式[16]。對于我國這種多樣化的現(xiàn)狀，要實現(xiàn)檢驗結(jié)果的互認最重要的前提是建立我國的參考測量體系、開展標準化工作，以實現(xiàn)檢驗結(jié)果的溯源性[17]。而進行方法學(xué)比對，特別是與參考方法進行比對，是實現(xiàn)檢驗結(jié)果一致性的重要途徑[18]。本方法與酶紫外法、酶比色法的偏差平均高10%左右。總體而言，兩種常規(guī)生化方法和LC-MS/MS具有較好的一致性，但是從圖4可以看出，仍有約5%的低濃度樣品偏差超過20%。因此，對于臨床一些異常的低值結(jié)果，如條件允許，建議用LC-MS/MS復(fù)核可疑數(shù)據(jù)。另外建議參加正確度驗證計劃或者用參考物質(zhì)進行校正，可有效提高結(jié)果的準確性和方法間的可比性。

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(本文編輯：龔曉霖)

收稿日期：(2015-01-21)

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)05-0422-05R446.1

文獻標志碼：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.05.004

通訊作者：李水軍，聯(lián)系電話：021-54031835。

作者簡介：張海晨，男，1973年生，副主任技師，主要從事臨床生物化學(xué)檢驗工作。

基金項目：上海市徐匯區(qū)衛(wèi)生與計劃生育委員會科研基金資助項目(SHXp01301)