作者投稿
专家审稿
编辑办公
Determination and Uncertainty Assessment of Lactic Acid in Serum
-
摘要: 建立一种同位素稀释-气相色谱-质谱法测定血清中乳酸含量的方法，并对测量结果的不确定度进行评定。在血清样品中加入乳酸钠同位素标记物作为内标，样品经前处理及硅烷化衍生后，在选择离子扫描模式下用气相色谱串联质谱仪检测。采用建立的方法对五种不同浓度水平的血清中乳酸进行定量分析，结果表明方法线性良好，相关系数 $ r > 0.999 $，平均加标回收率为 101.2%～102.6%，相对标准偏差为 0.16%～0.59%（n = 6），五种浓度水平的血清中乳酸含量分别为1.16、2.01、5.50、10.02、15.63 mmol/L，结果的相对扩展不确定度 Urel 均小于 3.0%（k = 2）。方法重复性好、准确度高、结果可靠，可用于临床血清样品中乳酸含量的准确检测。Abstract: An isotope dilution-gas chromatography-mass spectrometry method for the determination of lactic acid concentration in serum was established, and the uncertainty of the measurement results was evaluated. Sodium lactate isotope label was added to the serum sample as internal standard. After pretreatment and silanization derivatization, samples were detected by gas chromatography-tandem mass spectrometry in selected ion monitoring mode. The established quantitative analysis method was used to analyze five different concentrations of lactic acid in serum. The results showed that the method had good linearity, and the correlation coefficient was r>0.999. The average spike recovery rate was 101.2%～102.6%, and the relative standard deviation was 0.16%～0.59 % (n = 6). The concentration of lactic acid in five different serum was 1.16 mmol/L, 2.01 mmol/L, 5.50 mmol/L, 10.02 mmol/L, and 15.63 mmol/L, and the related expanded uncertainty Urel of the results was less than 3.0% (k = 2). The method had good repeatability, high accuracy, reliable results, which could be used for accurate detection of lactic acid concentration in clinical serum sample.
-
图 1 不同色谱条件下乳酸的峰面积
Figure 1. Peak area of lactic acid under different chromatographic conditions
图 2 三种血清蛋白沉淀剂处理后样品的总离子流图
Figure 2. Total ion chromatogram of samples treated with three different protein precipitants
图 3 MTBSTFA 用量对乳酸衍生效果的影响
Figure 3. The effect of MTBSTFA dosage on the lactic acid derivatization
图 4 衍生化反应温度、时间对乳酸衍生效果的影响
Figure 4. The effects of temperature and time on the lactic acid derivatization
表 1 五种乳酸浓度血清的测定
Table 1. Detection of the concentration of lactic acid in five different serum
乳酸浓度水平（mmol/L） 1 2 5 10 15 线性方程 y =1.0257x+0.0342 y=1.0326x+0.0553 y=1.0694x−0.0014 y=0.9854x+0.0838 y=1.0329x+0.0394 相关系数 r 1.0000 0.9998 0.9996 0.9999 0.9999 血清中乳酸浓度（mmol/L） 1.16 2.01 5.50 10.02 15.63 RSD 0.27% 0.31% 0.40% 0.23% 0.23% 
下载: 导出CSV
表 2 五种乳酸浓度水平的加标回收率
Table 2. Recovery rates of added standards for five different lactic acid concentration
乳酸添加水平（mmol/L） 1 2 5 10 15 平均加标回收率（%） 101.3 101.8 101.2 102.5 102.6 RSD（%） 0.60 0.36 0.16 0.21 0.26
下载: 导出CSV
表 3 稳定同位素稀释气相色谱质谱法测定血清中乳酸不确定度汇总
Table 3. Summary of uncertainty in the determination of lactic acid in serum by stable isotope dilution gas chromatography mass spectrometry
不确定度分量 乳酸浓度 1 mmol/L 2 mmol/L 5 mmol/L 10 mmol/L 15 mmol/L 质量比值 Rs 引入的相对标准不确定度 $ {u}_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{l}}\left({R}_{\mathrm{s}}\right) $ 0.24% 0.36% 0.36% 0.44% 0.25% 血清体积引入的相对标准不确定度 $ {u}_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{l}}\left[V\left(\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{u}\mathrm{m}\right)\right] $ 0.035% 0.035% 0.035% 0.035% 0.035% 测量重复性引入的相对标准不确定度 $ {u}_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{l}}\left[c\left(\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{u}\mathrm{m}\right)\right] $ 0.10% 0.11% 0.15% 0.083% 0.080% 加标回收率引入的相对标准不确定度$ {u}_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{l}}\left(\overline{Re}\right) $ 0.79% 1.04% 0.68% 1.43% 1.44% 分析方法的相对标准不确定度 $ {u}_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{l}}\left({\mathrm{L}\mathrm{A}}_{\mathrm{I}\mathrm{D}-\mathrm{G}\mathrm{C}\mathrm{M}\mathrm{S}}\right) $ 0.83% 1.11% 0.78% 1.50% 1.46% 分析方法的相对扩展不确定度Urel（k = 2） 1.7% 2.3% 1.6% 3.0% 3.0%
下载: 导出CSV
-
[1] HUI S, GHERGUROVICH J M, MORSCHER R J, et al. Glucose feeds the TCA cycle via circulating lactate[J]. Nature, 2017, 551(7678): 115-118. doi: 10.1038/nature24057 [2] 白录军, 郝万鹏. 血乳酸测定的医学价值[J]. 现代检验医学杂志, 2007, 22(1): 112-114. doi: 10.3969/j.issn.1671-7414.2007.01.077 [3] 邱春红, 丘春东. 血乳酸检测的临床应用研究[J]. 检验医学, 2013, 28(4): 337-341. [4] 郭世杰, 王艳玲, 冯美娟, 等. 人体血糖浓度检测方法研究现状分析[J]. 国外电子测量技术, 2021, 40(1): 44-48. [5] 张俊, 胡锦, 王海丽, 等. 入院血清乳酸水平在重型颅脑损伤早期死亡风险评估中的价值[J]. 中国临床神经外科杂志, 2022, 27(9): 736-738. [6] 朱苗苗 孔, 赵 倩. 运动调控乳酸代谢[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(2): 322-328. doi: 10.12307/2022.1028 [7] 宋珊珊, 牛永捷. 血乳酸在运动训练中的应用研究[J]. 当代体育科技, 2022, 12(9): 27-30. [8] 明恒磊, 于颖, 刘杰, 等. 发酵液乳酸含量测定法中EDTA络合滴定钙指示剂的改进[J]. 食品工业科技, 2012, 33(9): 387-389. [9] 史小波, 陈彤, 陈宇翔, 等. 酶电极快速测定乳酸的评价[J]. 标记免疫分析与临床, 2012, 19(5): 306-307. [10] 柳畅先, 庹浔, 吴士筠. 酶法测定乳酸[J]. 分析试验室, 2005, 24(9): 75-77. doi: 10.3969/j.issn.1000-0720.2005.09.021 [11] 李清宋, 邓晓霞, 曾文雪, 等. HPLC测定荷瘤小鼠皮下微透析液中乳酸含量[J]. 中国实验方剂学杂志, 2015, 21(15): 44-46. [12] 钱建瑞, 张杰, 程鑫颖, 等. 衍生化-液相色谱-串联质谱法同时测定益生菌发酵液中3种短链脂肪酸和乳酸含量[J]. 中国食品添加剂, 2023, 34(10): 255-261. [13] 李晓雪, 田锡炜, 王永红, 等. 拟干酪乳杆菌胞内代谢产物的GC-MS分析方法的建立[J]. 食品工业科技, 2013, 34(18): 169-173. [14] 甄玉国, 何珊, 陈雪, 等. 应用GC-MS检测植物乳酸杆菌的差异代谢产物[J]. 吉林农业大学学报, 2021, 43(5): 585-590. [15] 郭蓉, 孙谦, 赵宇鑫, 等. 三重四极杆气质联用法测定熟肉及其制品中多组分β-受体激动剂残留量[J]. 环境化学, 2019, 38(1): 231-234. [16] 董军, 刘同喆, 袁鹏辉, 等. SPE/GC-MS/SIM法同时测定水中7类27种SVOCs的方法研究[J]. 分析测试学报, 2017, 36(7): 916-920. doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2017.07.014 [17] GAO S, XU B, ZHENG X, et al. Developing an analytical method for free amino acids in atmospheric precipitation using gas chromatography coupled with mass spectrometry[J]. Atmospheric Research, 2021, 256: 105579-105585. doi: 10.1016/j.atmosres.2021.105579 [18] 石莲花, 金有训, 何海红, 等. 血清中尿酸和尿素含量测定的超高效液相色谱–单四级杆质谱法国际比对[J]. 化学分析计量, 2017, 26(4): 85-88. doi: 10.3969/j.issn.1008-6145.2017.04.038 [19] 朱文, 倪鑫茹, 徐昇. 同位素稀释质谱法在蛋白质计量比对中的应用[J]. 计量与测试技术, 2022, 49(7): 12-14. [20] 孙泽朋, 王洪彬, 陈金超, 等. 液相色谱-同位素稀释串联质谱法定量分析重组N末端B型利钠肽原[J]. 分析化学, 2023, 51(1): 120-129. [21] 陈晨. 隔垫吹扫气流量对气相色谱分流/不分流进样口的影响简析[J]. 生命科学仪器, 2017, 15(6): 42-45. [22] NAGANA GOWDA G A, RAFTERY D. Quantitating metabolites in protein precipitated serum using NMR spectroscopy[J]. Analytical Chemistry, 2014, 86(11): 5433-5440. doi: 10.1021/ac5005103 [23] MANDALAKIS M, APOSTOLAKI M, STEPHANOU E G. Trace analysis of free and combined amino acids in atmospheric aerosols by gas chromatography–mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A, 2010, 1217(1): 143-150. doi: 10.1016/j.chroma.2009.11.021 [24] JARUKAS L, MYKHAILENKO O, BARANAUSKAITE J, et al. Investigation of Organic Acids in Saffron Stigmas (Crocus sativus L. ) Extract by Derivatization Method and Determination by GC/MS[J]. Molecules, 2020, 25(15): 3427-3436. doi: 10.3390/molecules25153427 [25] 曹忠波, 曹歌, 张媛媛, 等. 同位素稀释-气相色谱-串联质谱法测定熟肉中多组分β-受体激动剂[J]. 食品安全质量检测学报, 2020, 11(24): 9140-9146. [26] ZHANG G, WUJCIK C E. Overcoming ionization effects through chromatography: A case study for the ESI-LC–MS/MS quantitation of a hydrophobic therapeutic agent in human serum using a stable-label internal standard[J]. Journal of Chromatography B, 2009, 877(22): 2003-2010. doi: 10.1016/j.jchromb.2009.05.031 [27] 刘玲玲, 孟甜甜, 董希良, 等. 固相萃取/气相色谱-质谱法对土壤中有机氯农药的分析及基质效应研究[J]. 分析测试学报, 2020, 39(5): 646-651. doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2020.05.013 [28] 丁敏, 孟娇然, 夏娃. 血清中乳酸标准物质的研制[J]. 中国测试, 2022, 48(8): 60-67. [29] 全灿, 李红梅. 同位素稀释质谱法在临床参考系统中的应用[J]. 同位素, 2018, 31(2): 123-128. doi: 10.7538/tws.2017.youxian.045 [30] 卢晓华, 汪斌. 校准用溶液标准物质的量值不确定度评定[J]. 计量技术, 2012, 56(12): 73-75. [31] 丁敏, 段嫚雷, 孟娇然. 高纯乳酸纯度检测方法[J]. 上海计量测试, 2022, 49(1): 15-18. doi: 10.3969/j.issn.1673-2235.2022.01.007 [32] 刘庆, 万力, 王新平, 等. 如何评估回收率测量结果不确定度[J]. 中国测试, 2015, 41(S1): 82-84. -
点击查看大图
计量
- 文章访问数: 136
- HTML全文浏览量: 38
- PDF下载量: 7
- 被引次数: 0
