体液中离子的分析

体液中离子的分析摘要：本文建立了离子色谱分析体液中各种离子的方法。用这种方法，常规的无机离子如氯、亚硝酸、硝酸、磷酸、硫酸、钠、钾、镁和钙等都很容易分离。这种离子色谱方法只需要很少的样品预处理，而被分析物可以没有任何明显干扰地分离。关键词：体液；阴离子；阳离子；有机酸离子色谱（IC）在过去的20年中被广泛接受。柱技术及检测方法的进步导致离子色谱在很多不同行业、不同基体中应用。离子色谱在临床化学中的最主要应用就是分析体液例如尿、血浆及血清中的有机和无机阳离子和阴离子[1]。体液的概况有助于一些病例如乳酸毒症、草酸过多症和的尿路结石等的研究。体液的分析需要一种高灵敏度和选择性的的分析技术，因为基体很复杂而且要分析的离子浓度一般很低。当高效液相色谱成为检测疾病诊断的生物标记物的重要技术时，离子色谱也被广泛的地应用于分析离子（见图1）。离子色谱的分离机制是基于样品离子和流动相离子在固定相离子交换功能基团上发生的离子交换取代过程。典型的固定相由苯乙烯与二乙烯基苯交联而成并用离子交换基团使它功能化。本文所阐述的有机酸和阴离子的分离是用由丁基铵功能化的固定相来实现的；而羧酸基团就用作阳离子分离的交换位点。分析柱的流出物经过能降低淋洗液总电导并提高分析离子电导的的抑制器。使用抑制型电导，灵敏度会得到明显的提高。1实验部分1.1仪器及试剂戴安DX500系统由以下部件组成：GP40梯度泵、CD20电导检测器、LC10或LC20色谱模块、PeakNet色谱工作站；50%的氢氧化钠（NaOH）（FisherScientific公司）、硫酸（H2SO4），试剂纯；去离子水，17.8MΩ-cm或更高的电阻率、乙腈（CH3CN），HPLC纯1.2样品的处理尿：根据需要用去离子水稀释（例如1:25）后上样。血浆和血清：利用乙腈除蛋白。0.2mL血清和等体积的乙腈混和，5000xg离心7分钟。取0.1mL上清液用1.0mL去离子水稀释。1.3色谱条件1.3.1阴离子和有机酸分析柱:IonPac.AS11分析柱，IonPacAG11保护柱和IonPacATC-1阴离子捕获柱；NaOH梯度；流速：2.0mL/min；定量环体积：10μL；检测:抑制型电导,ASRS阴离子抑制器,AutoSuppression.自循环模式；预期的背景电导:0.5mMNaOH:1μS，35mMNaOH:3.5μS；预期压力:11MPa(1600psi)1.3.2阳离子分析柱：IonPacCS12A分析柱，IonPacCG12A保护柱；淋洗液：18mN硫酸；流速：1.0mL/min；进样体积：25μL；检测：抑制型电导检测,阳离子抑制器CSRS,自循环模式；预期背景电导：3nS；预期压力：8.3MPa(1200psi)2.结果与讨论2.1尿,血浆和血清中阴离子和有机酸的分析一系列的无机和有机酸阴离子在临床化学研究中有不同的意义。图1显示多种阴离子和有机酸都可以用离子色谱分离检测。离子色谱可用于复杂基体，如血清。图2显示了血清样品中无机阴离子和有机酸阴离子的分离。被怀疑正承受尿酸过多症痛苦的病人（这种情况可导致痛风），其尿酸会被以尿酸盐的形式进行监测。尿酸也在治疗中的慢性骨髓性白血病病人中被监测。图3所示的分离提示它可以与HPLC方法竞争，有可比较的选择性和灵敏度。在这篇文献中所提到的方法并不推荐用于草酸的检测，因为氢氧化钠淋洗液能降解尿中的抗坏血酸形成草酸。几个研究确定了亚硝酸和硝酸在哺乳动物急性中毒中的角色[2]~[5]。这些研究包括硝酸和亚硝酸的生物转化及其后果：高铁血红蛋白症和贫血性组织缺氧。氯离子可以作为血液中电解质异常的检测手段来进行监测，它通常可以平行的转换为钠离子的浓度。血液中氯离子浓度在脱水情况下升高，在水肿、充血性心脏病、Addison氏病以及其他水钠平衡失调的情况下降低。离子色谱是氯离子分析的一种是一种很成熟的技术。图2显示了氯离子在复杂的血清基体中的分离。离子交换作为这种方法的分离过程，不同的化合价离子间呈现出的保留行为有很大差异。相应的，也要用大浓度范围的淋洗液来获得满意的分离效果。在这方法中，IonPacAS11与能显著降低淋洗液电导的自再生阴离子抑制器（ASRS）联用，因此就允许用快速提高的氢氧根梯度来在一次进样分离从一价到三价的无机阴离子和有机酸阴离子的基团（见图3、图4）。IonPacAS11柱的选择性和容量与抑制型电导结合使这方法有高的灵敏度和选择性。图1.各种阳离子和有机酸的分离2.2尿,血浆和血清中阳离子的分析碱金属和碱土金属的检测在临床化学中也是非常重要的。采用本方法条件，一价和二价阳离子例如锂、钠、铵、钾、镁和钙都很容易被检测出来（见图5）。离子色谱的方法比起传统的分析方法例如原子吸收光谱、火焰喷射、气相色谱和离子选择电极有更高的灵敏度、特异性、准确性和可靠性。在临床阳离子监测中常包括锂，它在处方中用于控制分裂型精神病或狂躁型抑郁症病人的狂躁期。钙离子的检测就主要在大型的外科手术过程中进行，例如开放性心脏手术、肝脏移植和其他需要大量加有柠檬酸作抗凝剂的血液手术。决定所提供的钙的补充量要基于钙离子的检测。镁也是体液中常被检测的二价阳离子。缺镁症和镁过多症就要监测镁。铵在Rye氏综合症的诊断中很有用，因为血中铵的提高通常在肝酶之前。肌酸的测量用于评估肾功能。检测肌酸可用这方法辅以吸光度检测器（210nm）来进行（见图6）。这篇文献所用的IonPacCS12A阳离子交换柱提供了快速、等度的对锂、钠、铵、钾、镁、钙的分离，用稀释的硫酸淋洗液可在12分钟内完成（见图5）。然而，在复杂基体例如体液中，高浓度的某种分析物可遮盖相邻的峰，那就要用更稀的淋洗液。图7到图9显示了用更稀的淋洗液分离阳离子的情况。阳离子交换基体用羧酸和磷酸基功能团化，这样允许用稀的氢离子淋洗液例如硫酸或甲基磺酸来洗脱一价和二价阳离子。淋洗液在进电导检测器前要进入自再生阳离子抑制器（CSRS）进行抑制。3.结论本方法对复杂基质的尿液，血浆和血清都能比较适用，样品前处理简单，分离各种阴、阳离子和有机酸都十分高效。参考文献[1]Ohsawa,K.;Yoshimura,Y.;Watanabe,S.;Tanaka,H.;Yokota,A.;Tamura,K.Anal.Sci.,1986,2,165.[2]Lewis,D.Biochem.J.1951,48,175–180.[3]Ishigami,K.;Inoue,K.Res.Bull.ObihiroUniv.,1976,10,45–55.[4]Osweiler,G.D.;Carson,T.L.;Buck,W.B.;VanGelder,G.ClinicalandDiagnosticVeterinaryToxicology,3rdEd.,1985,1A,460–467.[5]Bradley,W.H.;Eppson,H.E.;Beath,O.A.J.Am.Vet.Med.Assoc.,1939,94,541–542.