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头发中内源性类固醇激素的气相色谱-串联质谱分析

2024-01-25 来源:易榕旅网
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2008年7月Chinese色Journa谱lV0126N.o.4July2008Chromatography454~459摘要:建立了建康人头发中内源性类固醇兴奋剂睾酮表睾酮雄酮苯胆烷醇酮和脱氢表雄酮的气相色谱串联质谱一、、、(GCMS/MS)分析方法—。头发经碱水解后以乙醚提取经衍生化后采用,,,MSGCMS/—的多反应监测模式(MRM)分内测定的准确度为、析。方法的线性关系良好检出限达.0.1~0.mg2pg/.;提取回收率为74.6%~104.5%;日90.1%、~113、7%,日内及日问测定的精密度均小于175%,。应用所建立的方法测定了80例中国健康人头发中睾酮表睾酮雄。酮苯胆烷醇酮和脱氢表雄酮的生理水平为内源性类固醇兴奋剂滥用的判断提供了方法和基础数据关键词:气相色谱串联质谱;内源性类固醇激素;毛发一中图分类号:0658文献标识码:A文章编号:10008713—(2008)04045406——栏目类别:兴奋剂检测方法专栏Abdesstracte:Armetheosdimoufltagaschromatogrcaaphytion—taanndemmanassspecntorometryen(GCMS/MS)—wasvelopidsdfothtosneouseidosentifidsquitif,caewtiocfifvedogedenousroeanabdr,olic—tero(inwtesaterone,pitestterones,androheateronesam——tioashexolanoloene,hydpiathnosterronea)ehir.Aftderalkalinenhydrolyreais,th—eirpleetrac—tdwithdiethyltameerodee—ivtizdnenith—aenvaretiz~ioge5nt,(NvmthylNtrimethylsilyltrifluoroace—id/iodtheacetrim—thyisilareac/DLdithiothmitol,1000::5v/w/)anddortectedcusingGCMS/MSinnmultiplebo—tioonereitomringitomreode..Theeoneoprecursorees/twneprovedutiotransitionsoflictrarschidsanawliciniessteroeidswondThlimits.fdtecstioofifendogearenousanaeboexteroerethwrange.of0一.1—0..2pg/mg.Aller—anaalythaoow—dgreoodlinesoityandthevtionrecoverwerean7417t.6%5%.1045%mThoeintasedyaandintrdthaeylativlystandsarddtiatio,nse(RSD)serele,ss—thThiseethdhlonbdeeneppliedtoeasanaisftetoseronepitetos.steroneeseandroseroneesor,tiocholano,hydrepiandrrosteeroneinpre80tatioChinnoeseheairsampleThendataenousaresthsuaitablereferencesandthbisofthinterfthresultsfromdogteroidwbsuse:.Koeydirgaschromatography—tandemmassspectrometry(GC—MS/MS);endogenoussterids;ha随着国际竞技体育领域反兴奋剂力度的加大和兴奋剂检测技术的发展部分运动员更多地选择使,素的来源因而内源性类固醇激素检测结果的评判,至今仍是兴奋剂检测中的一个难题各国反兴奋剂,用隐蔽性更强的内源性类固醇兴奋剂,。内源性类固s—研究人员试图通过多种途径寻找判定依据∞“,”。0。醇激素由人体自身分泌产生主要包括睾酮(tetos毛发中常见滥用药物分析已有较长的研究和应terone)、表睾酮(、epitestotioscteroneo)lo、雄酮(an—用历史认可。’其证据性质已得到大部分国家的法庭,drosterone)苯胆烷醇酮(oeehla,none)和脱氢毒物分析工作者根据以往研究的积累认为,i雄酮(乏dehydrpiandrosteroneDHEA)等。由毛发分析在兴奋剂检测领域应有良好的应用前景于常规的尿液分析难以区分目标物内源性类固醇激收稿日期:并试图利用毛发分析的长检测时限和反映用药史的20080105.通讯联系人:沈敏硕士研究员,,.Tel:(021)5236:1148,E.—mail:minshensfjd@hotmail.com基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号20475037)维普资讯 http://www.cqvip.com

第4期 沈敏,等:头发中内源性类固醇激素的气相色谱一串联质谱分析 1.3.2质谱条件 ’455・ 特点来判断是单次还是长期滥用兴奋剂,以替代 “飞行药检”;利用毛发中药物原体大于代谢物的特 点鉴别进入体内目标物的形态(酯或衍生物),有望 区分外源性和内源性物质,提供运动兴奋剂滥用的 辅助证据。 Quattro Micro气相色谱一串联质谱仪(美国 Waters公司)。电子轰击离子源(EI),轰击能量70 eV,正离子化模式;离子源温度220℃,GC接口温 度300℃;碰撞气为氩气,压力为47.58 Pa(3 本研究是毛发中合成类固醇兴奋剂检测的基础 mTorr)。采用多反应监测方式(MRM),每种目标 物选择1个母离子和2个子离子进行监测。分析5 性研究工作,即建立气相色谱一串联质谱(GC—MS/ MS)分析头发中内源性类固醇睾酮、表睾酮、雄酮、 苯胆烷醇酮和脱氢表雄酮的方法,测定中国正常人 群头发中内源性类固醇激素的水平,为内源性类固 醇兴奋剂滥用的判断提供了方法和依据。 1 实验部分 1.1药品与试剂 睾酮、表睾酮、DHEA、雄酮、苯胆烷醇酮和D 一 睾酮(内标)标准品购自Cerilliant公司和国家麻醉 品实验室,黑色素(melanin)和甲醇购自Sigma公 司,衍生化试剂N—me ̄yl—N—trimethylsilyl—trilfu— oroacetamide(MSTFA)和碘代三硝基甲烷购自 Sigma—Aldrich公司,DL一二硫苏糖醇购自Fluca公 司,其他试剂均为国产分析纯。 1.2样品制备 头发样品采自中国健康志愿者,其中45名男 性,35名女性。头发均为贴头皮采集3 am长,并置 9 加于室温下保存。 头发样品分别用0.1%十二烷基磺酸钠 (SDS)、0.1%洗洁净、丙酮振荡洗涤一次,晾干后剪 成2~3 mm长度,保存供检。 称取处理的头发样品50 mg,加入100 Pg D,一 睾酮、1 mL 1 mol/L NaOH溶液,于80℃水浴中水 解30 min。取出冷却后用1 mol/L HCI调至近中 性,加入1 mL pH 6.8的磷酸缓冲液及3.5 mL乙 醚,混旋、离心,将上清液转移至另一离心管中,于 45℃下用空气吹干。残余物中加入50 L衍生化 试剂(MSTFA一碘代三硝基甲烷一DL.二硫苏糖醇 (1 000:5:5,v/v/w),于60℃下衍生化30 min,取2 L衍生液进行GC.MS/MS分析。 1.3 GC-MS/MS条件 1.3.1色谱条件 Agilent 6890气相色谱仪,配Agilent 7683B自 动进样器。Agilent HP1毛细管柱(30 m×250 m ×0.1 m);载气为氦气,流速1 mL/min;进样口温 度250℃;吹扫时问1 min,吹扫速率60 mL/min; 进样体积2 L。柱温升温程序:初始温度180℃, 保持2 min后以3℃/min的速率升至224℃,再以 15℃/min的速率升至300℃,保持2 min。 种内源性类固醇激素衍生物的母离子、子离子、碰撞 能量和保留时间见表1。 表1 测定目标化合物衍生物的MS/MS参数 Table 1 MS/MS parameters for target component derivatives 。erivative P P 一眦 ( m/z ) ( mc/z tj e v m in  Testosterone 432 417 10 17.12 Dehydroepi一432 androsterone D3一Testosterone 435 1.4方法的验证 9 9 甜 由于正常人头发中存在内源性类固醇,以头发 9 甜 9 9 甜 7 7 加 9 0 为基质无法进行方法的有效性验证,故本文根据头 发中的药物主要与黑色素结合的机理,参照文献 [8]的方法,以1m m m m  mL 1 moUL NaOH溶液中加入 0.5 mg黑色素为基质,添加各目标物标准品进行方 法学各指标的评价。 " 2甜 结果与讨论 ¨ 2.1方法的选择性 以加入0.5 mg黑色素的1 mL l moUL NaOH 溶液为基质,经水解、提取、衍生化后分析,结果见图 1。由图1可见基质对内源性类固醇睾酮、表睾酮、 雄酮、苯胆烷醇酮、DHEA及内标的测定无显著的影 响,具有很好的特异性。 2.2 线性回归方程和检出限 在含0.5 mg黑色素的l mL 1 moUL NaOH溶 液中加入不同质量的睾酮、表睾酮、雄酮、苯胆烷醇 酮、DHEA标准品,配成毛发中目标物含量为0.2~ 200 pg/mg的样品,按照所建立的方法进行处理和 分析。以目标物和内标峰面积的比值Y为纵坐标, 目标物的含量X为横坐标进行线性回归,得到的线 性回归方程、相关系数 、线性范围见表2。 值均 大于0.995,表明方法具有良好的线性关系。 7 甜加维普资讯 http://www.cqvip.com

・456・ 色 谱 第26卷 』 m/z423>417 i 1‘ ‘- ,、. 、. ,、, :,.、.,、、, ,\,、..、 ,,、. ….、, , 。三 . 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 r/rain 图1 (a)空白样品和(b)空白样品中添加1 pg/mg的目标物标准品的MRM色谱图 F1窖.1 MRM chromatograms of f a)blank sample and f b)the blank sample spiked wiht standards at 1 pg/mg 1.dehydroepiandrosterone;2.epitestosterone;3.testosterone;4.androsterone;5.etiocholanolone. 表2测定5种类固醇激素的线性方程、线性范围、线性相关系数、检出限及定量限 Table 2 Linear equations。linear ranges。limits of detection(LODs)and limits of quantiifcation(LOQ) for the determination of ifve anabolic steroids 女Y:peak area ratio ofanalyte and internal standard; :content ofthe analyte。pg/mg. 逐渐降低添加标准品的含量,以信噪比( Ⅳ) 2.4提取回收率 大于3确定方法的检出限(LOD),以S/N> ̄10确定 分别对毛发中目标物含量为50,200 pg/mg的 方法的定量限(LOQ),结果见表2。 质控样品进行测定,将测定值与相同浓度未经处理 2.3准确度和精密度 的标准溶液的测定结果比较,得到睾酮、表睾酮、雄 分别在含0.5 mg黑色素的I mL I mol/L 酮、苯胆烷醇酮和DHEA的提取回收率(见表4)。 NaOH溶液中添加不同质量的睾酮、表睾酮、 表4方法的提取回收率(n=6) DHEA、雄酮、苯胆烷醇酮,配制成高、中、低3个含 Table 4 Extraction recoveries of hte method(n=6)96 量水平的质控样品。每天取各含量水平的样品6个 进行测定,连续测定4 d,计算日内和日间测定的准 确度及精密度,结果见表3。方法的日间及日内精 密度均小于17.5%,准确度为94.8%一113.7%。 表3方法的准确度和精密度 2.5样品测定 Table 3 Accuracies and preclsions of the method 按所建立的方法对收集的头发样品进行处理与 分析,结果见表5。从表5可见,所有健康志愿者头 发中均可检测出睾酮和DHEA,而头发中表睾酮、雄 酮和苯胆烷醇酮的含量较低,除少数几例外,大部分 人的雄酮含量为0~4.9 pg/mg,苯胆烷醇酮的含量 为0~2.9 pg/mg,表睾酮的含量为0~8.7 pg/mg。 关于正常人头发中表睾酮、雄酮和苯胆烷醇酮的生 理水平尚未见文献报道。正常人尿液中具有较高生 理水平的表睾酮、雄酮和苯胆烷醇酮 ,但在头发 中出现了相反的结果,这可能与药物的化学性质有 关。药物进入毛发的程度与药物的亲脂性密切相 关,亲脂性强则易进入头发;而雄酮和苯胆烷醇酮是 内源性类固醇代谢的最终产物,因极性较强而难以 进入头发。 维普资讯 http://www.cqvip.com

第4期 沈敏,等:头发中内源性类固醇激素的气相色谱-串联质谱分析 ・457・ M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M 1 2 29 40 44 37 3.1 24.2 28.5 224.7 2.7 2.9 23.5 0.4 ND ND 0.6 1.2 2.0 16.4 0.3 0.6 1.2 3 4 5 7.9 14.0 5.0 77.3 69.5 428.3 73.2 232.7 337.7 36.6 30.7 70.5 25.7 54.7 0.6 1.2 30 20 46 45 55 6 7 7.9 5.2 13.7 0.8 1.5 20.2 3.5 1.3 1.4 0.6 1.1 0.8 ND 2.7 1.4 1.0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ND 2.0 0.5 1.0 9.3 12.3 28 19 34 24 8.5 20.2 8.6 6.3 4.9 4.7 ND ND 0.9 ND 0.6 ND ND ND ND ND ND 0.9 ND 0.7 0.6 2.3 2.2 ND 0.7 23 40 30 20 25 44 33.1 26.7 30.1 104.0 361.1 170.9 35.4 46.4 27.8 36.0 35.6 40.2 28.3 41.1 91.5 41.7 0.8 0.5 0.5 0.3 1.4 20.1 8.1 8.1 6.9 3.8 6.1 3.0 1.3 4.9 1.9 4.1 ND 0.4 0.9 0.2 0.5 18 19 20 21 22 30 20 20 52 24 44 32 1.3 2.0 1.6 0.8 1.6 1.2 0.6 0.4 23 24 25 26 27 0.3 0.7 0.2 0.5 0.7 0.2 3.7 4.6 9.0 9.7 6.0 3.3 5.3 13.2 4.0 ND 0.2 ND 0.5 0.4 0.4 0.5 0.7 18 52 22 28 29 30 t ND 1.0 0.6 1.3 1.1 28 40 35 61 39.1 34.7 52.4 0.7 0.7 2.0 1.7 1.1 0.5 0.9 0.8 1.0 ND 0.6 0.4 0.8 0.5 0.2 0.7 1.1 31 32 33 34 35 15.3 47.0 13.5 13.7 41.7 30 60 22 6.0 0.8 1.5 4.2 3.1 1.0 ND ND ND 5.0 ND 1.0 2.1 3.5 1.1 1.3 36 37 38 39 40 41 42 0.7 3.0 ND 2.0 34 46 40 26 42 25.9 23.4 37.7 70.1 44.2 3.0 15.2 1.8 0.4 2.3 0.6 0.6 0.8 0.3 0.1 37 24 53 72 2.8 8.9 6.7 9.3 0.5 16.8 1.6 15.5 2.5 0.1 4.2 43 44 45 29.1 32.3 86.4 28.7 26.2 48.3 57.7 0.8 0.8 0.2 0.2 ND 0.4 ND ND 0.6 0.3 1.1 46 47 19 27 20 0.6 2.9 1.1 0.4 ND 0.5 48 49 50 51 52 53 49 38 32 55 42 42 0.3 0.5 0.3 0.6 0.6 ND 0.9 ND 0.9 0.5 0.3 0.4 ND 0.2 8.7 22.7 27.4 8.7 0.5 0.8 ND 53 54 55 6.4 1.8 0.3 34.5 52.5 20.1 维普资讯 http://www.cqvip.com

・458’ 色 谱 第26卷 }ND:not detected. 本文研究了80例健康中国人头发中睾酮的测 进行GC—MS分析。但无论采用何种方法分析,由 定结果,与文献报道的结果进行比较(见表6)。De- 表6中结果可见,中国人和其他人种的头发中睾酮 veaux等 将100 mg头发样品碱水解后用乙酸乙 的含量基本上一致,均在pg/mg水平。成年男性头 酯提取,然后采用放射免疫方法分析。Scherer 发中睾酮含量高于成年女性,而儿童头发中睾酮含 等¨ 采用七氟丁酸酐衍生化、Kintz等 川和 量相对成年人则较低。表6所列数据均为非运动员 Wheeler等 引采用和本研究一致的衍生化方法并 的健康人群数据,由于内源性类固醇激素可由人体 表6不同受试者头发中的喜酮含量 自身分泌产生,不同人群和个体问存在一定的差异, Table 6 Level of testosterone in hair samples from different subjects 因此运动员群体的睾酮水平是否在此范围内尚不清 楚。根据Kintz等¨ 的阳性案例报道,滥用睾酮者 头发中睾酮的含量分别达46,71,54和81 pg/mg, 表明两者之间还是存在显著的差异。 DHEA是另一个主要的内源性类固醇,关于健 康人头发中DHEA的生理水平仅见德国¨ 和法 国 的两篇研究报道,结果比较见表7。Kintz等 曾对“本国健康人群头发中DHEA与睾酮处于同一 水平”的研究结果表示吃惊和无法解释,因为血液 中DHEA的含量较睾酮的含量高100~500倍,而 头发中则完全不能反映这种差异。本研究所获得的 结果与血液中DHEA和睾酮的含量水平的差异相 一致。由于国际上对头发中DHEA生理水平的研 究和报道甚少,尚不能对其合理性做出评价。本研 究结果关于头发中DHEA的生理水平与睾酮有相 :non—avaible 同的性别、年龄顺序。 维普资讯 http://www.cqvip.com

第4期 沈敏,等:头发中内源性类固醇激素的气相色谱一串联质谱分析 ・459・ 表7不同受试者头发中的DHEA含量 Table 7 Level of DHEA in hair samples from different snbjects :non.avaible 内源性类固醇的存在给其阳性结果的判断带来 了困难。较好的方法是建立相关人群的cut—off值, 将其作为阳性结果认定的阈值。但是要建立判断内 源性类固醇滥用的cut—off值,尚需各国进行更大样 本和更为细致的研究。 3 结语 本文所建立的GC—MS/MS方法可同时测定毛 发中的睾酮、表睾酮、雄酮、苯胆烷醇酮和脱氢表雄 酮等类固醇激素,其灵敏度、回收率、准确度、精密度 均满足毛发中内源性类固醇激素测定的需要。 应用所建立的方法测定了80例中国健康人头 发中睾酮、表睾酮、雄酮、苯胆烷醇酮和DHEA的生 理水平,发现中国人和其他人种的头发中睾酮生理 水平基本一致,成年男性头发中睾酮含量高于成年 女性,成年人头发中睾酮含量高于儿童;中国人头发 中DHEA含量远高于睾酮,与血液中DHEA的含量 高于睾酮的含量的结果相一致。本研究结果为内源 性类固醇兴奋剂滥用的判断提供了基础数据。 参考文献: [1]Dehennin L,Ferry M,Lafarge P,et a1.Steroids,1998,63: 80 [2] WADA Project Team.Reporting and evaluation guidance for testosterone,epi testosterone,T/E ratio and other endoge- nous steroids.(2004-05—30).http://www.wada-ama.org/ trecontent/document/endsteroidsaug—.04.pdf —.—.[3] Wang J Z,wu M T,Zhang Y N,et a1.Chinese Journal of Sports Medicine(王静竹,吴侔天,张亦农,等.中国运动医 学杂志),2004,23:200 [4] Wang J Z,Wu M T,Zhang Y N,et a1.Acta Pharm Sinica (王静竹,吴侔天,张亦农,等.药学学报),2005,40:159 [5]Shen M,Xiang P,Shen B H,et a1.Chinese Journal of Fo- rensic Sciences(沈敏,向平,沈保华,等.中国司法鉴定), 2007,3:19 [6]Shen M,Xinag P,Shen B H.Forensic Sci Int,1999,103: 159 [7]Shen M,Xiang P,wu H J,et a1.Forensic Sci Int,2002, 126:153 [8] Kintz P,Cirimele V,Ludes B.J Anal Toxicol,1999,23: 424 [9]Deveaux M,Momay E,Gosset D.Physiolo cal values of etstosterone in hair:determination by radioimmunoassay. (2001-08-28).http:#www.tiaft.org/tiaft2001/lectures/142 deveaux.doc —.[10]Scherer C,Wachter U,Wudy S A.Analyst,1998,123: 2 661 [11]Kintz P,Cirimele V,Jeanneau T,et a1.J Anal Toxicol, 1999,23:352 [12]WheelerM J,ZhongYB,KicmanAT,et a1.JEndocrinol— ogy,1998,159:5 [13]Kintz P,Cirimele V,Sachs H,et a1.Forensic Sci Int, 1999,101:209 [14] Kintz P.Analytical and practical aspects of drug testing in hair.Boca Raton:CRC Press.2007:243 

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