赛默飞推出LC-iCAP Q ICP-MS 联用分析生物样中砷形态的解决方案

2仪器参数 前言 砷作为一种毒性和致癌性元素已得到人们的广泛关注，但砷的化学及生物毒性与其存在形态相关，如表1所示，按照LD50(半数致死剂量)比较，无机砷的 LD50与毒性较大药物士的宁(LD50 为16)相近，而有机砷的毒性与阿司匹林相近或更低，有机基团结合越多，砷形态毒性越小。 然而砷化合物为一把“双刃剑”，作为贵重药物的使用可追溯至古代中国，如雄黄(AsS)和雌黄(As，S)常见药物。近年来大量研究表明，不同砷化合物在一定浓度下对肿瘤具有良性作用，因而不少研究中建议将砷制剂作为癌症的预防药和抗癌药。因而在药物研发、临床等阶段，生物样本中砷形态分析具有非常重要的作用。 化学形态 亚砷酸根As(III) 砷酸根As(V) 砷化氢AsH3 甲基砷MMA 二甲基砷DMA 二甲基砷DMA 砷甜菜碱AsB 阿司匹林 士的宁 D50(mg/kg) 14 20 3 700-1800 700-2600 >10000 >10000 1000-1600 16 本文建立了一种快速、有效的生物样品中砷形态分析方法，方法分离效果好，检出限低，适合医院等相关行业对含砷药物作用的深入研究。 实验部分 仪器 iCAP Q ICPMS (Thermo Scientific)； U 3000液相色谱(ThermoScientific)；超纯水机 (Thermo Scientific) ； 20~100uL、200~1000uL微量移液器 (Fisher Scientific)； 氮吹仪。 试剂及标准品 碳酸铵(分析纯，国药集团)；乙腈溶液(HPLC， Fisher Scientific)；亚砷酸根、砷酸根、一甲基砷、：二甲基砷、砷甜菜碱、砷胆碱形态标液(中国计量科学研究院)。 仪器配置 采用 Thermo Scientific Dionex U3000 LC分离， 以 ThermoScientific iCAP Qc ICP-MS 作为高灵敏度元素检测器，检测从 LC 洗脱的不同砷形态。iCAP Q 具有专利 Flatapole 碰撞反应池QCell，本实验使用单氦气作为动能歧视效应(KED)的碰撞气体，选择性地有效抑制了 ArCI* 对As*的干扰，同时能保持相联设备 (LC-ICP-MS)的高灵敏度。选用高效能 AS7 阴离子分离柱实现多种砷形态快速、高效分离。 表2. iCAP Q 运行参数 分别取不同浓度的砷形态标准溶液，用去离子水稀释成0、0.5、1.0、2.0、5、10 pg/L混合标准溶液(分别以整个分子式计)，作工作曲线。 仪器参数 设置值 仪器参数 设置值 RF功率(W) 1550 Q Cell 气体 (mL/min) 4.3(He) 冷却气(L/min) 14 KED 电压(v) 3 辅助气 (L/min) 0.8 驻留时间(ms) 100 雾化气(L/min) 1.0 分析质量数 75As 结果与讨论 色谱分离图 如图1所示为校准溶液六种砷形态色谱分离图，AsB、DMA、AslII、AsC、MMA、AsV 相对保留时间分别为：，总分离时间约为500s. 表3.U3000液相色谱运行参数 柱子 Dionex lonPac AS 7(4×250mm) 洗脱 梯度， 0-6 min 100%A； 6-8.5 min100%B； 8.5-13 min100%A 流动相 A相：5mM碳酸铵； B相：100mM碳酸铵 流速 1.0 mL/min 进样体积 20 pL 持续时间 550s 图1.六种砷形态混合校准溶液色谱分离图 样品和标准溶液制备 某医院提供的具有代表性的生物样品血清、血浆、尿液，取自经含砷药物作用后病患。样品经乙腈处理，氮吹吹干后用去离子水稀释一定5倍数，含量较高样品再稀释一定倍数后直接待测。 校准曲线 如图2为六种砷形态标准溶液校准曲线，浓度从0.5 ppb-10 ppb，线性拟合系数均 >0.9999. 图2.六种砷形态的校准曲线 测试结果 1.六种砷形态的检出限 如图3所示为 5pg/L混合标准溶液色谱图，以各形态峰附近基线处三倍信噪比峰高(N×3=60counts)对应浓度作为检出限，溶液中AsB、DMA、AslII、AsC、MMA、AsV的检出限分别为：0.04 ug/L、0.037 ug/L、0.06 pg/L、0.1 pg/L、0.05 pg/L、0.04 pg/L。 图3.5ug/L标准溶液色谱图 2.样品中砷形态测试结果 分别测试了血清、血浆、尿液生物样品，其测试结果如表4所示。 表4.样品中各种砷形态测试结果 样品名称(ug/L) 砷甜菜碱 二甲基砷 亚砷酸根 砷胆碱 一甲基砷 砷酸根 尿液1# 18.5 464.5 436 ND 272 53 尿液2# 5.5 191 259.5 ND 141 73 血浆1# 1.07 1.13 1.12 ND 1.11 1.77 血浆2# ND ND ND ND ND ND 血清1# 8.61 1.52 1.03 ND 3.95 75.63 血清2# 2.67 1.80 1.19 ND 4.57 28.40 备注： NA为低于检出限，未检出；结果分别以各化合物计。 3.回收率 为考察方法准确性，取上述尿液样品进行加标回收率计算，各砷形态标液回收率结果为96%~106%，图5为样品及其加标后的叠加分离图谱。 图5.尿液样品及其加标分离图谱 而本文所建立的 LC-ICP-MS方法，能在500s完成六种砷形态的分析，检出限低，分离度好，满足药物作用后生物样本砷形态分析要求，是一种有效可行的砷形态分析方法。 ( 参考文献 ) 1. AN 43099： IC-ICP-MS speciation analysis of As in apple juiceusing the Thermo Scientific iCAP Q ICP-MS. 2.AN 43126： IC-ICP-MS speciation analysis of As in Organic BrownRice Syrup (OBRS) using the Thermo Scientific iCAP Q ICP-MS. 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 免费服务热线：8008105118400 650 5118(支持手机用户) ThermoFisherSCIENTIFIC AN C ICPMS-