一种快速、灵敏的检测血液中丙戊酸钠的方法
【专利摘要】本发明公开了一种快速、灵敏的检测血液中丙戊酸钠的方法。本方法以离子迁移谱技术为基本检测技术，利用离子迁移谱仪作为检测手段，采用正离子高压模式，卤素灯热解析进样方式，无任何溶剂提取前处理方法。发明中的装置稳定、可靠，方法简便、快速、高效。单个样品检测分析时间小于20S。检测灵敏度高，测量检测限可以达到1mg/L；定量分析浓度范围在5-500mg/L。所建立的定性、定量分析方法满足医生对癫痫病人的人体给药浓度分析范围（50-100mg/L）。本发明中的检测方法可广泛用于临床给药深度分析，指导医生临床精准用药。
【专利说明】一种快速、灵敏的检测血液中丙戊酸钠的方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开了一种快速、灵敏的检测血液中丙戊酸钠的方法。本方法以离子迁 移谱技术为基本检测技术，利用离子迁移谱仪作为检测手段，采用负离子高压模式，卤素 灯热解析进样方式，无任何溶剂提取前处理方法。发明中的装置稳定、可靠，方法简便、速 度快、高效。所建立的定性、定量分析方法满足医生对癫痫病人的人体给药浓度分析范围 (50-100mg/L)。本发明中的检测方法可广泛用于临床给药深度分析，指导临床医生精准用 药。
【背景技术】
[0002] 丙戊酸钠是抗癫痫药物，其作用机理尚未完全阐明。实验见本品能增加 GABA的 合成和减少GABA的降解，从而升高抑制性神经递质γ -氨基丁酸（GABA)的浓度，降低神经 元的兴奋性而抑制发作。在电生理实验中见本品可产生与苯妥英相似的抑制Na+通道的作 用。对肝脏有损害。口服胃肠吸收迅速而完全，约1?4小时血药浓度达峰值，生物利用度 近100%，有效血药浓度为50?100 μ g/mL。血药浓度约为50 μ g/mL时血浆蛋白结合率约 94% ;血药浓度约为100 μ g/mL时，血浆蛋白结合率约为80?85%。血药浓度超过120 μ g/ mL时可出现明显不良反应。随着血药浓度增高，游离部分增加，从而增加进入脑组织的梯 度(脑液内的浓度为血浆中浓度的10?20%)，T 1/2为7?10小时。主要分布在细胞外液和 肝、肾、肠和脑组织等。大部分由肝脏代谢，包括与葡萄糖醛酸结合和某些氧化过程，主要由 肾排出，少量随粪便排出及呼出。能通过胎盘，能分泌入乳汁。
[0003] 成人常用量：每日按体重15mg/kg或每日600?1200mg分次2?3次服。开始时 按5?10mg/kg，一周后递增，至能控制发作为止。当每日用量超过2500mg时应分次服用， 以减少胃肠刺激。每日最大量为按体重不超过30mg/kg、或每日1.8?2. 4g。小儿常用量： 按体重计与成人相同，也可每日20?30mg/kg，分2?3次服用或每日15mg/kg，按需每隔 一周增加5?10mg/kg，至有效或不能耐受为止。
[0004] 丙戊酸钠血药浓度大于l〇〇mg · Γ1时，毒副作用增加而疗效无明显增加。现报道 有关丙戊酸钠的不良反应，根据作用机制分类，主要有以下几个方面：通过抑制腺苷酸环 化酶引起镇静，损害认知和驾驶能力，引起甲状腺功能减退、体质量增加、牛皮癣和脱发； 通过拟5-羟色胺引起消化道反应；通过抗肉碱效应引起肝损害和高血氨症；通过升高甲 状旁腺素促进骨吸收，引起胰管结石并以此诱发胰腺炎；通过抗细胞增殖效应抑制造血， 抑制精子发育和精子能动性；通过引起变态反应导致罕见致死性肝坏死和嗜酸性粒细胞 增多性胸腔积液；丙戊酸钠具生殖不良反应，引起多囊卵巢综合症和致畸效应。
[0005] 由于丙戊酸钠的治疗剂量范围窄，疗效及毒性与血药浓度关系密切，且患者间个 体差异很大，因此对其体内血药浓度进行监测十分必要。高效液相色谱法，丙戊酸钠不具有 芳香环或共轭双键结构，在紫外光下无吸收，一般HPLC法不能直接经紫外检测器监测。因 丙戊酸钠分子结构中缺乏有效的紫外吸收，采用紫外检测的高效液相色谱法测定其血药浓 度时灵敏度较低且干扰因素多，所以大多采用荧光检测的方法，但检测条件要求比较高。荧 光偏振免疫法，荧光偏振免疫法主要依托于TDx-FLx荧光偏振免疫分析仪，取血清后，采用 美国雅培的丙戊酸钠试剂盒即可简便、快速地完成血药浓度测定，但TDxFLx荧光偏振免疫 分析仪成本较高，基层医疗机构难以开展。对临床上常用于同时治疗。用气相色谱法检测 癫痫病的药物（苯妥英钠、卡马西平、丙戊酰胺、安定、苯巴比妥钠），取最高有效血药浓度， 进行干扰实验，所得色谱图与空白血清色谱图完全一样，未检测到任何色谱峰。
[0006] 离子迁移谱（Ion Mobility Spectrometry, IMS)技术20世纪70年代出现的一种 快速分离检测技术，与传统的质谱、色谱仪器相比，具有结构简单，灵敏度高，分析速度快， 结果可靠的特点。能够在大气环境中对微量物质进行检测，适于现场使用。目前我们研究的 MS已经广泛应用在化学战剂、毒品、爆炸物探测、环境监测、有毒气体监测、火灾监测、水污 染监测和食品监测等领域。通过迁移时间就可确定分析目标物质的存在，而应用峰面积或 峰高可确定相应物质的浓度。
【发明内容】
[0007] 本发明涉及一种快速、灵敏的检测血液中丙戊酸钠的方法，检测装置为离子迁移 谱仪，卤素灯热解析进样薄片上含丙戊酸钠药物的血液样品，载气将样品蒸汽送入到离子 迁移谱迁移管内进行分析检测。具体如下：
[0008] 1)将丙戊酸钠药物溶解于有机溶剂中，以10-1000mg/L丙戊酸钠药物为标准品， 取10-100 μ L标准品滴在进样薄片上，利用离子迁移谱检测仪，采用正离子高压模式检测 分析，热解析样品后，测量离子到达离子迁移谱检测器的迁移时间和信号峰强度；
[0009] 2)抽取10-100 μ L的注射或服用丙戊酸钠药物的人或动物的待测血液样品，滴在 进样薄片上，利用离子迁移谱检测仪，采用负离子高压模式检测分析，热解析样品后，测量 离子到达离子迁移谱检测器的迁移时间和信号峰强度；
[0010] 3)根据步骤1)中丙戊酸钠药物检测所获得的信号峰迁移时间确定待测血液样品 中丙戊酸钠药物的信号峰，同时记录峰强度，进一步确定血液中丙戊酸钠药物的含量。
[0011] 由于人或动物的个体差异，进行待测血液样品检测前，可首先进行方法可行性确 认：
[0012] 检测前进行标准品检测：首先取10-100 μ L未注射或服用丙戊酸钠药物之前的 人或动物的血液样品，滴在进样薄片上，利用离子迁移谱检测仪，采用负离子高压模式进样 分析，热解析样品后，测量离子到达离子迁移谱检测器的迁移时间，确定血液样品的背景信 号；
[0013] 将标准中的迁移时间与上述所获得的迁移时间比对，若无重合证明此检测方法可 行，可继续以下实验过程；若有重合证明此检测方法于此人或动物的血液样品不可行。
[0014] 热解析采用热解析进样器进行，热解析进样器采用齒素灯为热源；热解析过程采 用卤素灯照射样品2-20S。
[0015] 卤素灯热解析进样器通过控制卤素灯开启、关闭，调节卤素灯照射时间在2-20S 之间；使血液样品信号不干扰癫痫药物丙戊酸钠的检测，同时血液本身变成一薄层膜片 状。
[0016] 检测装置为离子迁移谱仪，卤素灯热解析进样薄片上含丙戊酸钠药物的血液样品 后，载气将样品送入到离子迁移谱迁移管内进行分析检测；
[0017] 离子迁移谱仪采用正离子高压模式，主要包括进样装置、电离源、反应区、离子门、 迁移区、信号接收与检测系统和气路干燥系统，所述的进样装置由进样口及设置于进样口 外侧的载气输送管路构成，在进样口上侧连接有卤素灯热解析进样器，通过调节卤素灯照 射时间来改变热解析温度；所述的进样薄片进样时置于进样口中。
[0018] 所述进样薄片材料可以是金属栅网、四氟板、聚四氟乙烯高温布。进样薄片厚度 小于热解析进样器进样口高度（3mm);取样处是以0. 5-1. 2cm为半径、深度为0. 5-3mm的凹 槽；此凹槽底部为粗糙的表面或是在凹槽处填充一次性网状结构小片(聚四氟乙烯或铁、铝 金属材料)，使血液样品平铺于取样处表面，增大与载气接触面积，更有利于载气热吹扫。
[0019] 离子迁移谱实验中使用的载气和漂气气源为独立外供气源；气源气体需要经过活 化处理的硅胶、分子筛和活性炭过滤，除去水、有机物和灰尘；气源条件固定，可以保证离子 迁移谱背景信号稳定。
[0020] 试验中用于稀释的有机溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、丙酮。
[0021] 丙戊酸钠是一种不含芳香环又不含氮原子的广谱抗癫痫药，特别对失神小发作 和肌阵挛发作疗效显著，是特发性癫痫和全身性癫痫发作的首选药物。丙戊酸钠血药浓度 监测对保证临床安全性具有极为重要的意义。这种检测方法的成功开发，将把离子迁移谱 引向医学界，同时弥补我国医学界癫痫药物丙戊酸钠检测方面的落后和差距。
[0022] 本发明的优点如下：
[0023] 1.与传统的液相色谱方法相比，将离子迁移谱作为分析血液中丙戊酸钠的手段具 有以下优点：整个仪器重量小于15kg，携带方便；测量速度快，单个样品测试时间小于20S ; 仪器的运行费用很低，消耗品很少；仪器的性价比高，分析速度快。
[0024] 2.本测量方法简便、快速、可靠性好，无需专业背景人员操作。进样体积小、无样品 前处理、灵敏度高、定性、定量分析准确，非常适合临床快速分析检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为检测丙戊酸钠的离子迁移谱装置结构原理示意图；
[0026] 图2为正离子模式下卤素灯热解析背景信号离子迁移谱图（RIP);
[0027] 图3为正离子模式下卤素灯热解析检测10 μ L、1000ppm丙戊酸钠标准的离子迁移 谱图；
[0028] 图4为正离子模式下卤素灯热解析检测10 μ L血液空白的离子迁移谱图；
[0029] 图5为正离子模式下检测10 μ L、100ppm血液中丙戊酸钠的离子迁移谱图。
【具体实施方式】
[0030] 图1为检测血液中丙戊酸钠的离子迁移谱装置结构原理示意图，此仪器主要包括 以下几个部分：进样装置、电离源、反应区、离子门、迁移管、尾吹气和信号接收与检测系统。 进样装置可以是适用于固体或液体的卤素灯热解析进样器，主要由卤素灯及灯罩和支架、 热解析腔体、进样薄片和载气输送管路组成。
[0031] 图1中，1为电离区，2为迁移区，3为卤素灯热解析进样器，4为载气管路，5为离子 源，6为出气口，7为离子门，8为迁移环，9为栅网，10为漂气管路，11为检测器。
[0032] 图2-5给出了一些实验谱图对本发明给与说明。这些谱图的实验条件均为：电离 源为放射性63Ni源的离子迁移谱，正离子模式高压源，步进电机卤素灯热解析进样器。实验 时迁移管温度保持在l〇〇°C，卤素灯照射时间设置为8S，载气（空气)、漂气（空气）气流分别 为 400mL/min、600mL/min〇
[0033] 实施例1
[0034] 图2中，正离子模式下卤素灯照射空气试剂离子峰出现在约7. 8ms ;
[0035] 将丙戊酸钠药物溶解于甲醇中，配制1000mg/L丙戊酸钠标准品，取10yL标准品 滴在进样薄片上，利用离子迁移谱检测仪，采用正离子高压模式检测分析，热解析样品后， 测量离子到达离子迁移谱检测器的迁移时间和信号峰强度；
[0036] 图3为正离子模式下检测10 μ L、1000ppm丙戊酸钠标准的离子迁移谱图，丙戊酸 钠检测信号在约11.6ms。此检测信号用于与血液中丙戊酸钠检测信号进行校正。
[0037] 实施例2
[0038] 用微量进样器抽取10-100 μ L的血液样品于进样薄片取样处，卤素灯照射8S血液 样品检测信号在约9ms和11. 8ms，如图4所示；与后续结果比较可以看出空白血液中的内 源性物质不干扰丙戊酸钠癫痫药的检测。
[0039] 实施例3
[0040] 血液中丙戊酸钠（lOOppm)检测信号如图5所示。血液中丙戊酸钠（lOOppm)检测 信号在约11. 64ms，信号强度约100mv。
[0041] 定量分析试验，根据不同浓度的血液中丙戊酸钠的信号强度，可以在医生给药 浓度范围内建立定量分析标线方程，分析病人给药后的血药浓度。定量分析浓度范围在 5-500mg/L。所建立的定性、定量分析方法满足医生对癫痫病人的人体给药浓度分析范围 (50-100mg/L)。
[0042] 本发明中的装置稳定、可靠，方法简便、快速、高效。单个样品检测分析时间小于 20S。检测灵敏度高，测量检测限可以达到lmg/L;定量分析浓度范围在5-500mg/L。所建立 的定性、定量分析方法满足医生对癫痫病人的人体给药浓度分析范围（50-100mg/L)。本发 明中的检测方法可广泛用于临床给药深度分析，指导医生临床精准用药。
【权利要求】
1. 一种快速、灵敏的检测血液中丙戊酸钠的方法，其特征在于： 1) 将丙戊酸钠药物溶解于有机溶剂中，以l〇-l〇〇〇mg/L丙戊酸钠药物为标准品，取 10-100 μ L标准品滴在进样薄片上，利用离子迁移谱检测仪，采用正离子高压模式检测分 析，热解析样品后，测量离子到达离子迁移谱检测器的迁移时间和信号峰强度； 2) 抽取10-100 μ L的注射或服用丙戊酸钠药物的人或动物的待测血液样品，滴在进样 薄片上，利用离子迁移谱检测仪，采用正离子高压模式检测分析，热解析样品后，测量离子 到达离子迁移谱检测器的迁移时间和信号峰强度； 3) 根据步骤1)中丙戊酸钠药物检测所获得的信号峰迁移时间确定待测血液样品中丙 戊酸钠药物的信号峰，同时记录峰强度，进一步确定血液中丙戊酸钠药物的含量。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 由于人或动物的个体差异，进行待测血液样品检测前，可首先进行方法可行性确认： 检测前进行标准品检测：首先取10-100 μ L未注射或服用丙戊酸钠药物之前的人或动 物的血液样品，滴在进样薄片上，利用离子迁移谱检测仪，采用负离子高压模式进样分析， 热解析样品后，测量离子到达离子迁移谱检测器的迁移时间，确定血液样品的背景信号； 将权利要求步骤1)中的迁移时间与上述所获得的迁移时间比对，若无重合证明此检测 方法可行，可继续以下实验过程；若有重合证明此检测方法于此人或动物的血液样品不可 行。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于： 热解析进样器采用卤素灯为热源，热解析过程采用卤素灯照射样品2-20S。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：卤素灯热解析进样器通过控制卤素灯开 启、关闭，调节卤素灯照射时间在2-20S之间；使血液样品信号不干扰丙戊酸钠的检测，同 时血液本身变成一薄层膜片状。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 检测装置为离子迁移谱仪，卤素灯热解析进样薄片上含丙戊酸钠药物的血液样品后， 载气将样品送入到离子迁移谱迁移管内进行分析检测； 离子迁移谱仪采用正离子高压模式，主要包括进样装置、电离源、反应区、离子门、迁移 区、信号接收与检测系统和气路干燥系统，所述的进样装置由进样口及设置于进样口外侧 的载气输送管路构成，在进样口上侧连接有卤素灯热解析进样器，通过调节卤素灯照射时 间来改变热解析温度；所述的进样薄片进样时置于进样口中。
6. 根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于： 所述进样薄片材料可以是金属栅网、四氟板、聚四氟乙烯高温布。进样薄片厚度小于热 解析进样器进样口高度（3mm);取样处是以0. 5-1. 2cm为半径、深度为0. 5-3mm的凹槽；此 凹槽底部为粗糙的表面或是在凹槽处填充一次性网状结构小片(聚四氟乙烯或铁、铝金属 材料)，使血液样品平铺于取样处表面，增大与载气接触面积，更有利于载气热吹扫。
7. 根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述离子迁移谱实验中使用的载气 和漂气气源为独立外供气源；气源气体需要经过活化处理的硅胶、分子筛和活性炭过滤，除 去水、有机物和灰尘；气源条件固定，可以保证离子迁移谱背景信号稳定。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：实验中有机溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷、 氯仿或丙酮。
【文档编号】G01N27/64GK104111284SQ201310138046
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月18日 优先权日:2013年4月18日
【发明者】王新, 李海洋, 王祯鑫, 渠团帅 申请人:中国科学院大连化学物理研究所