一种通过液相色谱-串联质谱法定量血液中治疗性单克隆抗体的新方法

《Analytica Chimica Acta》:A Novel Approach for Quantifying Therapeutic Monoclonal Antibodies in Blood through Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry

【字体: 时间:2025年07月15日 来源:Analytica Chimica Acta 5.7

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  三相液膜萃取技术优化及其在酚类和双酚类分析中的应用研究。采用DMSO-水混合接受相系统,通过中性物种分配提高弱酸性化合物(pKa>9-10)的萃取效率,解决传统强碱性接受相对膜稳定性和色谱分析的兼容性问题。实验表明,该系统在血浆样品中展现出98%-109%的萃取回收率,线性相关系数均大于0.990,RSD≤15%,检测限达ng mL?1级。对比研究证实DMSO-水接受相在膜稳定性、萃取效率和色谱兼容性方面具有显著优势。

  在现代分析化学中,样品前处理是确保实验结果准确性和可靠性的关键步骤。尤其在处理复杂基质的样品时,如生物体液,传统方法往往面临挑战,因此需要不断探索更高效、更温和且更适用于实际应用的新型技术。三相液膜萃取(Three-phase liquid membrane extraction, LME)作为一种先进的微萃取技术,近年来受到广泛关注。该技术利用有机液膜作为中间层,将分析物从酸性样品溶液中转移至碱性或极性有机溶剂中,从而实现高效提取。然而,对于pKa值大于9-10的弱酸类物质,传统的碱性接受相可能带来一些技术难题,比如需要极端pH条件以确保分析物在液膜中有效迁移,这可能影响化学稳定性,同时与后续的色谱分析不兼容。因此,寻找一种既能保证萃取效率,又不破坏液膜和接受相的替代方案成为研究的重点。

为了解决上述问题,研究者提出了一种基于极性有机溶剂(如二甲基亚砜,DMSO)与水的混合物作为接受相的新方法。这种方法不仅避免了高碱性条件对液膜稳定性的威胁,还能在不改变分析物化学状态的前提下实现有效萃取。具体而言,该方法通过在液膜中形成稳定的极性环境,使分析物以中性形式被溶剂化,从而提高了萃取的兼容性和适用性。同时,由于DMSO具有良好的溶剂特性,其混合物在萃取过程中能够减少液膜的泄漏,增强系统的稳定性。

在实验设计方面,研究人员选择了九种弱酸性模型分析物,包括酚类和双酚类化合物,作为测试对象。这些分析物广泛存在于环境和生物样本中,尤其双酚类化合物因其对内分泌系统的潜在干扰性而受到关注。为了验证新方法的有效性,实验使用了商用的96孔板,这是一种常见且高效的样品处理工具,可以同时处理多个样本,提高实验的效率和可重复性。实验过程中,样品和接受相分别被放置在不同的孔板中,通过震荡促进分析物的迁移。液膜则被固定在聚偏氟乙烯(PVDF)膜的孔洞中,以确保其在实验过程中的稳定性。

在实验操作中,首先对碱性接受相进行了研究。实验结果显示,当使用0.1 M氢氧化钠溶液作为接受相时,分析物的萃取效率显著提高,特别是对于那些在高pH条件下容易被溶剂化的化合物。然而,碱性接受相仍存在一定的局限性,例如在某些情况下会导致液膜的泄漏或萃取效率下降。因此,研究者进一步测试了DMSO与水的混合物作为接受相,发现这种组合不仅有效减少了液膜的泄漏,还能提高分析物的萃取效率。通过调整DMSO在混合液中的比例,研究人员最终确定了最佳的接受相配比,即DMSO与水以90:10的比例混合,这一比例在保证萃取效率的同时,也有效维持了液膜的稳定性。

为了评估两种系统的萃取性能,研究人员使用了液相色谱-紫外检测(LC-UV)技术进行分析。实验结果表明,无论是碱性接受相还是DMSO-水接受相,都能在合适的条件下实现对目标分析物的高效萃取。特别是在处理人血浆样本时,两种系统均表现出良好的萃取效果,能够将大部分分析物从样品中提取出来。不过,对于某些极性较强的分析物,如苯酚,需要额外的条件调整以确保其在萃取过程中的充分迁移。此外,某些非极性较强的分析物,如双酚M(BPM),则需要更高的液膜浓度以提高其萃取效率。

从实验数据来看,DMSO-水接受相在多个方面表现出优势。首先,其萃取效率与碱性接受相相当,甚至在某些情况下更高。其次,该系统能够避免因高pH条件带来的化学稳定性问题,从而提高了分析的兼容性。此外,由于DMSO具有较高的氢键基本性和极性-极化率,它能够与分析物形成较强的相互作用,减少回扩散现象,提高萃取的回收率。在实验中,研究人员还发现,DMSO-水接受相能够有效保留分析物的中性状态,使其在后续的色谱分析中更具优势。

在分析性能方面,DMSO-水接受相表现出良好的线性关系、精密度和检测限。通过测试不同浓度的分析物,研究人员发现该系统在0.05 μg/mL至10 μg/mL范围内具有良好的线性响应,相关系数(R2)均超过0.990。精密度方面,所有测试的分析物在不同浓度水平下的相对标准偏差(RSD)均低于15%,表明该系统具有较高的重复性和稳定性。此外,检测限(LOD)和定量限(LOQ)均处于纳克/毫升(ng/mL)级别,说明该方法具有较高的灵敏度和实用性。

值得注意的是,DMSO-水接受相不仅适用于弱酸性分析物,还可能适用于碱性或非离子化物质的萃取。这一特性使得该系统在分析复杂基质中的多种化合物时具有更广泛的应用前景。然而,进一步的研究仍需探讨该系统对不同化学性质分析物的适用性,以及其在实际应用中的优化空间。

综上所述,这项研究提出了一种基于DMSO-水混合接受相的三相液膜萃取方法,成功克服了传统碱性接受相在萃取效率和系统稳定性方面的不足。通过实验验证,该方法在处理人血浆样本时表现出良好的萃取性能,能够有效提取多种弱酸性分析物。此外,该方法在精密度、线性范围和检测限方面均达到较高标准,为未来在生物样本和环境样品分析中的应用提供了新的思路和可能性。未来的研究可以进一步优化液膜和接受相的组合,拓展该方法在更多化合物分析中的适用性,同时探索其在实际环境中的稳定性与重复性。
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