蔡云 徐麗
[摘要] 目的 建立準(zhǔn)確、靈敏的高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(high performance liquid chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS/MS)測定持續(xù)腎臟替代(continuous renal replacement, CRRT)時(shí)人血漿中哌拉西林鈉/他唑巴坦鈉的濃度。 方法 選用高、低兩種劑量給藥,采取單制劑雙周期序貫試驗(yàn)設(shè)計(jì),對12例行CRRT患者完成哌拉西林/他唑巴坦鈉靜脈滴注之后,使用HPLC-MS/MS方法同時(shí)測定哌拉西林及他唑巴坦的濃度。采用Gemini C18(50 mm×3.0 mm,3 μm)分析柱;流動相為甲醇:乙腈:水:1 mol/L 氨水:甲酸(25∶15∶60∶0.1∶0.05),質(zhì)譜檢測采用電噴霧離子源,多反應(yīng)離子監(jiān)測(MRM)模式檢測。 結(jié)果 血漿中哌拉西林線性范圍為1~100 mg/L,他唑巴坦線性范圍為0.5~40.0 mg/L,高、中、低3個濃度日內(nèi)及日間精密度均小于5%。實(shí)測12例行CRRT患者,血藥濃度與給藥劑量呈相關(guān)性。 結(jié)論 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法靈敏度高、特異性好,可以運(yùn)用于膿毒癥患者接受CRRT時(shí)血漿哌拉西林/他唑巴坦?jié)舛鹊臏y定。
[關(guān)鍵詞] 哌拉西林鈉/他唑巴坦鈉;持續(xù)腎臟替代治療;高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法;藥動學(xué)
[中圖分類號] R969? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701(2019)05-0037-05
[Abstract] Objective To establish an accurate and sensitive high performance liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS/MS) for the determination of piperacillin in human plasma the concentration of sodium/tazobactam sodium during continuous renal replacement(CRRT). Methods The high-dose and low-dose two-dose method were used to design a single-dose two-cycle sequential test. After 12 patients with CRRT were treated with piperacillin/tazobactam sodium intravenously, HPLC-MS/MS was used simultaneously to determine the concentrations of piperacillin and tazobactam. The Gemini C18(50 mm×3.0 mm, 3 μm) analytical column was used. The mobile phase was methanol, acetonitrile, water, 1 mol/L ammonia, formic acid(25:15:60:0.1:0.05). Mass spectrometry was detected using an electrospray ion source and multiple reactive ion monitoring(MRM) mode. Results The linear range of piperacillin in plasma was 1-100 mg/L, and the linear range of tazobactam was 0.5~40.0 mg/L. The intra-day and inter-day precision of high, medium and low concentrations were less than 5%. The blood concentration of 12 patients who underwent CRRT was correlated with the dose. Conclusion High performance liquid chromatography-mass spectrometry has high sensitivity and specificity, and can be used to determine the plasma concentration of piperacillin/tazobactam in patients with sepsis receiving CRRT.
[Key words] Piperacillin sodium/tazobactam sodium; Continuous renal replacement therapy; High performance liquid chromatography-mass spectrometry(HPLC-MS/MS); Pharmacokinetics
哌拉西林/他唑巴坦屬于β-內(nèi)酰胺/內(nèi)酰胺酶抑制劑復(fù)合制劑,對于許多革蘭陽性和革蘭陰性的需氧菌及厭氧菌具有抗菌活性,臨床廣泛應(yīng)用于肺部、皮膚軟組織、腹腔、泌尿道等感染的膿毒癥患者[1]。但當(dāng)患者進(jìn)行CRRT時(shí)使用哌拉西林/他唑巴坦,其藥代動力學(xué)可能會受到較大影響[2]。在CRRT過程中進(jìn)行哌拉西林他唑巴坦的血藥濃度監(jiān)測可以幫助臨床醫(yī)生選擇更加合理的給藥方式。目前國內(nèi)大多采用高效液相色譜法測定生物標(biāo)本中哌拉西林及他唑巴坦的濃度,耗時(shí)長、檢測限高;本研究旨在構(gòu)建一種更高效、準(zhǔn)確地測定哌拉西林、他唑巴坦?jié)舛鹊母咝б合嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用(high performance liquid chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS/MS)方法,為該藥物在CRRT時(shí)的藥代動力學(xué)研究提供理論支撐,現(xiàn)報(bào)道如下。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
PRISMA連續(xù)性血液凈化儀,Prisma M100 Pre Set管路及濾器,Gemini C18(50 mm×3.0 mm,3 μm)分析柱(上??茣钥茖W(xué)儀器有限公司);哌拉西林鈉/他唑巴坦鈉[1.25 g(4∶1)/支,批號:0512461,華北制藥集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)]。哌拉西林標(biāo)準(zhǔn)品100 mg(中國食品藥品檢定研究院,批號:130419-201205),他唑巴坦標(biāo)準(zhǔn)品(中國食品藥品檢定研究院,批號:130511-201303),乙腈(色譜純)(美國天地有限公司)、磷酸二氫鈉(分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)及甲醇(色譜純,美國天地有限公司)。
1.2方法
采用PRISMA連續(xù)性血液凈化儀,濾器采用配套的Prisma M100 Pre Set管路及濾器(面積0.9 m2,AN69HF空心纖維),置換液前稀釋法輸入;模式統(tǒng)一采用持續(xù)靜脈-靜脈血液濾過(continuous veno venous hemofiltration,CVVH),置換液流速2000 mL/h,血流速120~150 mL/min。精密稱取哌拉西林標(biāo)準(zhǔn)品95 mg,采用濃度45%甲醇將其溶解,而后將其定容,配置成相應(yīng)儲備液,即10 g/L;精密稱取他唑巴坦標(biāo)準(zhǔn)品25 mg,方法同上,配置成1 g/L儲備液。
2 方法與結(jié)果
2.1 色譜條件
采用Gemini C18(50 mm×3.0 mm,3 μm)分析柱;流動相為甲醇∶乙腈∶水∶1 mol/L 氨水:甲酸(25∶15∶60∶0.1∶0.05),流速為0.23 mL/min,柱溫為40℃。質(zhì)譜檢測采用電噴霧離子源,多反應(yīng)離子監(jiān)測模式檢測,噴霧電壓為5000 V,干燥氣流速為7 L/min,溫度為450℃,碰撞氣為7 psi,霧化氣為8 psi,氣簾氣為7 psi;離子去簇電壓20 V;環(huán)形聚焦電壓57 V;SHA、M2(兩種特用符號)和內(nèi)標(biāo)d5-SHA 監(jiān)測離子對m/z分別為265.2/232.2、194.1/176.1和 270.3/237.3,碰撞室射出電壓分別為5、9和5 V,碰撞誘導(dǎo)解離電壓分別為17、16和18 V,入口電壓分別為7、5和7 V。
2.2 血漿樣品處理
(1)處理哌拉西林鈉血漿樣品。將血漿樣品0.24 mL加入Eppendorf管(錐形帶蓋塑料管)內(nèi)(1.5 mL),而后加入水10 μL,另加入甲醇0.70 mL,將其均勻搖晃之后(1 min),以10000 r/min的速率進(jìn)行離心,時(shí)間控制在4 min,將清液取出(10 μL),以此分析HPLC。(2)他唑巴坦鈉血漿樣品處理。于錐形帶蓋塑料管內(nèi)(1.5 mL),加入血漿樣品0.24 mL,而后加入水10 μL,然后加入乙腈0.24 mL,將其均勻搖晃之后(1 min),采用10000 r/min離心,時(shí)間控制在1 min,將清液取出(20 μL),以此作為HPLC實(shí)施分析。
2.3 血漿中他唑巴坦鈉及哌拉西林鈉相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線制備
(1)哌拉西林鈉。將若干份空白血漿取出,0.25 mL/份,將濃度各異的哌拉西林溶液(10 μL)分別加入,配置6個血漿樣品,其質(zhì)量濃度分別為200、100、50、25、5和1 mg/L,依據(jù)上文血漿樣品的處理操作,記錄色譜圖,橫坐標(biāo)表示樣品濃度,縱坐標(biāo)表示色譜峰面積值,便可得出加權(quán)回歸方程,即為r=0.9946,Y=-2846+23458.57X;其質(zhì)量濃度區(qū)間為1~190 mg/L(S/N>10)。(2)他唑巴坦鈉。將若干份空白血漿取出,0.25 mL/份,將濃度各異的他唑巴坦溶液(10 μL)分別加入,配置6個血漿樣品,其質(zhì)量濃度分別為40、20、10、5、2.5和0.5 mg/L,將色譜圖予以記錄,橫坐標(biāo)表示樣品濃度,縱坐標(biāo)表示色譜峰面積值,便可得出加權(quán)回歸方程,即為r=0.9942,Y=-8611+13498.5X;其質(zhì)量濃度區(qū)間為0.5~40.0 mg/L(S/N>10)。
2.4樣品絕對回收率試驗(yàn)
(1)哌拉西林鈉。先取0.25 mL空白血漿,依據(jù)2.3操作流程配置3個濃度的標(biāo)準(zhǔn)血樣,即為高、中、低,各濃度均為5份,依據(jù)2.2相應(yīng)處理流程,對色譜圖予以記錄。此外,取上述3個濃度的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)樣,不對其給予處理,采用流動相,將其容積設(shè)定為相同體積,實(shí)施進(jìn)樣處理,并對其色譜圖予以記錄[3]。通過峰面積比,對絕對回收率進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算公式:回收率(%)=(加標(biāo)樣品測定值-樣品測定值×加標(biāo)樣品中測定液體的比例)/加標(biāo)量×100%。最終結(jié)果可知,2.5 mg/L質(zhì)量濃度回收率為(80.1±5.2)%,RSD為6.6%;50.0 mg/L為(89.0±1.9)%,RSD為2.1%;160.0 mg/L為(87.1±1.1)%,其RSD為1.3%。(2)他唑巴坦鈉。操作方法同上,最終結(jié)果可知,1.0 mg/L質(zhì)量濃度回收率為(83.8±1.5)%,RSD為1.8%;10.0 mg/L為(86.0±2.3)%,RSD為2.6%;30.0 mg/L為(94.1±1.5)%,其RSD為1.6%。
2.5 方法的準(zhǔn)確度與精密度
(1)哌拉西林鈉。先取0.25 mL空白血漿,依據(jù)2.3操作流程配置3個濃度的標(biāo)準(zhǔn)血樣,即為高、中、低,各濃度均為5份,依據(jù)2.2相應(yīng)處理流程,對樣品峰面積比值及面積予以記錄,將其代至同條工作曲線,將濃度算出,并將其當(dāng)作相應(yīng)精密度指標(biāo);最終的相對回收率=計(jì)算所得出的濃度/加入濃度[4-7]。最終結(jié)果表明,2.5 mg/L濃度的標(biāo)準(zhǔn)血漿日內(nèi)RSD為1.1%,日間RSD為2.0%,平均回收率為(99.4±1.4)%;50.0 mg/L為3.9%,日間RSD為3.3%,平均回收率為(99.7±2.9)%;160.0 mg/L為2.7%,日間RSD為2.4%,平均回收率為(105.5±3.0)%。(2)他唑巴坦鈉。操作流程同上,最終結(jié)果可知,1.0 mg/L濃度的標(biāo)準(zhǔn)血漿日內(nèi)RSD為1.6%,日間RSD為2.7%,平均回收率為(99.0±2.0)%;10.0 mg/L1為2.6%,日間RSD為2.1%,平均回收率為(99.6±2.2)%;30.0 mg/L為1.6%,日間RSD為3.0%,平均回收率為(100.3±1.5)%。
2.6 血漿樣品凍融穩(wěn)定性
先取0.25 mL空白血漿,依據(jù)2.3操作流程配置3個濃度的標(biāo)準(zhǔn)血樣,即為高、中、低,將其放置于溫度為-20℃的環(huán)境中,保存時(shí)間為3~5 d,然后將其取出,依據(jù)2.2相關(guān)操作實(shí)施處理,經(jīng)哌拉西林鈉濃度予以測定;另外,對其中三份樣本實(shí)施反復(fù)的凍融操作,次數(shù)不少于3次,而后將其哌拉西林鈉濃度給予再次測定。最終結(jié)果可知,在溫度為-20 ℃環(huán)境中所保存的血漿,在保存的3 d時(shí)間內(nèi),哌拉西林鈉濃度在下降幅度方面均小于10%,而在6 d之內(nèi),其存在有大于10%的變化趨勢。至此可知,在實(shí)施分次采集血樣操作過程中,需在4 d之內(nèi)將其完成測定工作,并將其放置于相位室溫環(huán)境中,其在3 h內(nèi)在變化方面不會大于10%,而若超過6 h,則其下降就會大于15%,所以,需在3 h內(nèi)完成樣品的測定處理工作,將其放置凍融環(huán)境中,具有良好的穩(wěn)定性。(2)他唑巴坦鈉。方法同上,完成2.2項(xiàng)操作之后,對他唑巴坦鈉濃度進(jìn)行測定;另外,對其中三份樣本實(shí)施反復(fù)的凍融操作,次數(shù)不少于3次,而后將其他唑巴坦鈉濃度給予再次測定。最終結(jié)果可知,在溫度為-20℃環(huán)境中所保存的血漿,在保存的3 d時(shí)間內(nèi),他唑巴坦鈉濃度在下降幅度方面均小于10%,而在5 d之內(nèi),其存在有大于10%的變化趨勢。至此可知,在實(shí)施分次采集血樣操作過程中,需在3 d之內(nèi)將其完成測定工作,當(dāng)完成他唑巴坦鈉血漿樣品通過蛋白沉淀處理操作之后,所得到的溶液放置室溫中,其在3 h內(nèi)在變化方面不會大于10%,而若超過7 h,則其下降會>15%,所以,需在3 h內(nèi)完成樣品的測定處理工作。
2.7 患者標(biāo)準(zhǔn)
接受CRRT的患者,同時(shí)符合:(1)年齡:18~70歲;(2)無青霉素過敏史且青霉素皮試陰性;(3)既往無慢性肝、腎功能不全病史;(4)行CRRT前1周內(nèi)未使用過含哌拉西林及他唑巴坦成分的藥物;(5)臨床判斷單用或聯(lián)用哌拉西林/他唑巴坦可以有效覆蓋可能致病菌;(6)本人或授權(quán)人書面同意接受本研究。
2.8 哌拉西林鈉他唑巴坦鈉人體藥動學(xué)
(1)哌拉西林鈉。單次試驗(yàn)1:選取12例符合入選標(biāo)準(zhǔn)的患者,對試劑實(shí)施靜脈滴注,即哌拉西林/他唑巴坦(1 g/0.25 g)/次,采用生理鹽水100 mL溶解,對滴速予以嚴(yán)格控制,恒速運(yùn)行,滴注時(shí)間為30 min。各受試者于實(shí)施靜脈滴注前,以及開始滴注之后5、15、30、45、60、90、120、180、240、360、480 min分別抽取5 mL外周靜脈血。血樣經(jīng)10 min、3000 r/min離心后取上清液2 mL,-80℃保存,等待檢測。單次試驗(yàn)2:所選取12例嚴(yán)重膿毒癥受試者在單次實(shí)驗(yàn)1以后48 h后,再次對試劑實(shí)施靜脈滴注,即哌拉西林/他唑巴坦(2 g/0.5 g)/次,方法同上。
2.9 方法的專屬性
(1)哌拉西林鈉。選取6例嚴(yán)重膿毒癥受試者,取其0.25 mL空白血漿;依據(jù)2.2項(xiàng)相關(guān)操作,實(shí)施15 μL進(jìn)樣,對色譜圖予以記錄;在空白血漿中,將哌拉西林鈉溶液放置其中依據(jù)相同方法,便可得出色譜圖,保存時(shí)間控制在5 min;當(dāng)患者完成給藥滴注之后,取其血漿樣品,依據(jù)上述操作,得出色譜圖;然后對比各色譜圖,見圖1(A、B、C)所示。(2)他唑巴坦鈉。另取6例嚴(yán)重膿毒癥受試者,取其0.25 mL空白血漿;依據(jù)2.2項(xiàng)相關(guān)操作,實(shí)施15 μL進(jìn)樣,對色譜圖予以記錄;在空白血漿中,將他唑巴坦鈉溶液放置其中依據(jù)相同方法,便可得出色譜圖,保留時(shí)間8 min;當(dāng)患者完成給藥滴注之后,取其血漿樣品,依據(jù)上述操作,得出色譜圖;然后對比各色譜圖,圖1(D、E、F)所示。
2.10制劑給藥藥動學(xué)
所選取的12例嚴(yán)重膿毒癥受試者,當(dāng)其完成哌拉西林鈉他唑巴鈉30 min靜脈滴注后,其藥動學(xué)參數(shù),見表1。
表1? ?哌拉西林鈉他唑巴鈉靜滴的藥動學(xué)參數(shù)
結(jié)果可知,哌拉西林鈉(1.0 g)完成30 min靜滴之后,其與哌拉西林鈉(2.0 g)完成靜滴之后的計(jì)量比為50.0%,二者之間的AUC0~6比為47%,Cmax為49%,在計(jì)量方面呈現(xiàn)相關(guān)性。而在完成靜脈滴注劑量為他唑巴坦鈉(0.50 g)與他唑巴坦鈉(0.25 g)的比值則為50%,二者之間的AUC0~6比為44%,Cmax為47%,在計(jì)量方面呈現(xiàn)相關(guān)性。
3討論
本次試驗(yàn)研究構(gòu)建的基于血漿的HPLC-MS/MS測定法,患者血漿當(dāng)中的雜質(zhì),對樣品峰不造成干擾,基于此種試驗(yàn)環(huán)境下,其具有較好的重復(fù)性,特異性也較好,具有較高的靈敏度、精密度及回收率,在質(zhì)量控制方面也與相關(guān)要求相符,與生物樣品具體的分析要求也相符[8-12]。
國外研究表明,CRRT時(shí)幾乎所有抗菌藥物的藥代動力學(xué)都會發(fā)生改變,影響程度可能取決于藥物的分子量、分布容積、蛋白結(jié)合率、濾器的材質(zhì)、CRRT模式等等多種因素[13-20]。國內(nèi)范珠[11]對健康志愿者的研究顯示靜滴哌拉西林/他唑巴坦(2 g/0.5 g)后Cmax分別為(152.7±23.8)mg/L和(32.8±5.8)mg/L,t1/2分別為(1.3±0.5)h和(0.95±0.18)h,與本研究實(shí)測結(jié)果有較大差異,初步證實(shí)了CRRT確實(shí)會對哌拉西林他唑巴坦的藥代學(xué)造成較大影響。本研究構(gòu)建的HPLC-MS/MS方法可以準(zhǔn)確、靈敏地檢測CRRT時(shí)哌拉西林他唑巴坦的血藥濃度,為臨床對接受CRRT的膿毒癥患者制定更加合理的給藥方案提供了一項(xiàng)切實(shí)可行的手段,有助于發(fā)揮哌拉西林/他唑巴坦的最大療效、改善患者的預(yù)后。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 陳新謙,金有豫,湯光. 新編藥物學(xué)(第17版)[M]. 北京:人民衛(wèi)生出版社,2011:65.
[2] Valtonen M,Tiula E,Takkunen O,et al. Elimination of the Piperacillin/Tazobactam combination during continuous venovenous haemofiltration and haemodiafiltration in patients with acute renal failure[J]. J Antimicrob Chemother,2001,48(6):881-885.
[3] 陳懷生,王薇,溫雋珉,等. 亞胺培南/西司他丁與哌拉西林/他唑巴坦治療30例膿毒癥患者療效比較[J]. 臨床合理用藥雜志,2011,4(36):17-19.
[4] 許偉石,鄧詩琳,韓春茂,等. 哌拉西林/他唑巴坦防治燒傷感染的多中心臨床試驗(yàn)[J]. 中華燒傷雜志,2002, 18(2):75-77.
[5] 向松濤,王樹聲,甘澍,等. 經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)后尿膿毒癥休克的診治特點(diǎn)分析[J]. 中華泌尿外科雜志,2010, 31(8):520-523.
[6] 任敏蒲,劉嵐,李麗,等. 兒童肺炎克雷伯菌膿毒癥臨床特點(diǎn)及細(xì)菌耐藥性分析[J]. 中國抗生素雜志,2013, 38(4):280-284.
[7] 盧中秋,邱巧檬. 創(chuàng)傷弧菌膿毒癥治療的研究現(xiàn)狀[J]. 世界急危重病醫(yī)學(xué)雜志,2004,20(3):226-229.
[8] 陳科. 哌拉西林鈉他唑巴坦用于重癥膿毒癥感染治療效果探討[J]. 中國醫(yī)學(xué)工程,2014,16(8):88-89.
[9] T Nakada,S Oda,K Matsuda,et al. Continuous hemodiafiltration with PMMA hemofilter in treatment of patients with septic shock[J]. Mol Med,2008,14(5-6):257-263.
[10] Vincent JL.Adjustment of antimicrobial regimen in critically ill patients undergoing continuous renal replacement therapy[M].Yearbook of Intensive Care And Emergency Medicine. Berlin:Springer,2007:592-608.
[11] 范珠. 哌拉西林他唑巴坦人體藥動學(xué)研究[J]. 中國藥業(yè),2016,25(9):5-8.
[12] Lind PM,Salihovic S,Stubleski J,et al. Changes in plasma levels of perfluoroalkyl substances(PFASs)are related to increase in carotid intima-media thickness over 10 years-a longitudinal study[J]. Environ Health,2018,17(1):59.
[13] Stamm RA,F(xiàn)azili Z,Pfeiffer CM. Addition of Exogenous γ-Glutamyl Hydrolase Eliminates the Need for Lengthy Incubation of Whole-Blood Lysate for Quantitation of Folate Vitamers by High-Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry[J]. Curr Dev Nutr,2017,2(1):1-9.
[14] Hao JY,Wan Y,Yao XH,et al. Effect of different planting areas on the chemical compositions and hypoglycemic and antioxidant activities of mulberry leaf extracts in Southern China[J]. PLoS One. 2018,13(6):e0198072.
[15] Novotna B,Abdel-Hamid M,Koblizek V,et al. A pilot data analysis of a metabolomic HPLC-MS/MS study of patients with COPD[J]. Adv Clin Exp Med,2018,27(4):531-539.
[16] Wang Z,Olenyuk BZ,Shih JC,et al. Quantification and pharmacokinetic study of tumor-targeting agent MHI148-clorgyline amide in mouse plasma using liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry[J]. J Pharm Anal,2018,8(3):153-159.
[17] Sobeh M,Mahmoud MF,Hasan RA,et al. Tannin-rich extracts from Lannea stuhlmannii and Lannea humilis(Anacardiaceae)exhibit hepatoprotective activities in vivo via enhancement of the anti-apoptotic protein Bcl-2[J].Sci Rep,2018,8(1):9343.
[18] Chirollo C,Vassallo A,Dal Piaz F,et al. Investigation of the Persistence of Penicillin G and Dihydrostreptomycin Residues in Milk of Lactating Buffaloes (Bubalus bubalis)Using Ultra-High-Performance Liquid Chromatography and Tandem Mass Spectrometry[J]. J Agric Food Chem,2018,66(25):6388-6393.
[19] Boonya-Atichart A,Boontanon SK,Boontanon N. Study of hybrid membrane filtration and photocatalysis for removal of perfluorooctanoic acid(PFOA) in groundwater[J].Water Sci Technol,2018,2017(2):561-569.
[20] Hongkachok C,Boontanon SK,Boontanon N,et al. Levels of perfluorinated compounds(PFCs) in groundwater around improper municipal and industrial waste disposal sites in Thailand and health risk assessment[J].Water Sci Technol,2018,2017(2):457-466.
(收稿日期:2018-06-27)