一種用于檢測(cè)血液中丙泊酚麻醉劑的精準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速、靈敏的檢測(cè)血液中丙泊酚麻醉劑的方法，以離子遷移譜技術(shù)為基本檢測(cè)技術(shù)，采用負(fù)離子模式，建立了離子遷移譜檢測(cè)血液中丙泊酚麻醉劑的快速定性和定量分析方法。測(cè)量檢測(cè)限可以達(dá)到1ng以下（0.1ppm以下濃度），定量分析濃度范圍在0.5-20ppm之間，滿足人體血液給藥濃度分析范圍。單個(gè)樣品分析時(shí)間小于30S，無需任何前處理技術(shù)。本測(cè)量方法簡(jiǎn)便、快速、高效、可靠性好，可廣泛用于臨床給藥深度分析，指導(dǎo)醫(yī)生用藥。
【專利說明】一種用于檢測(cè)血液中丙泊酚麻醉劑的精準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種用于血液中丙泊酚麻醉劑的精準(zhǔn)檢測(cè)方法，以離子遷移譜技術(shù)為基本檢測(cè)技術(shù)，采用負(fù)離子模式，建立離子遷移譜快速檢測(cè)血液中丙泊酚麻醉劑的定性和定量分析方法。本測(cè)量方法簡(jiǎn)便、快速、高效、可靠性好，可廣泛用于醫(yī)學(xué)臨床給藥濃度分析，指導(dǎo)醫(yī)生臨床用藥。
【背景技術(shù)】
[0002]血液是流動(dòng)在心臟和血管內(nèi)的不透明紅色液體，主要成分為血漿、血細(xì)胞。屬于結(jié)締組織，即生命系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)層次。血液中含有各種營(yíng)養(yǎng)成分，如無機(jī)鹽、氧、以及細(xì)胞代謝產(chǎn)物、激素、酶和抗體等，有營(yíng)養(yǎng)組織、調(diào)節(jié)器官活動(dòng)和防御有害物質(zhì)的作用。
[0003]多年來，科學(xué)家們一直在對(duì)麻醉藥物的副作用進(jìn)行研究，大多數(shù)還停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞培養(yǎng)階段，在麻醉藥物對(duì)人類健康的影響方面很難得出肯定的結(jié)論，但零零散散的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明麻醉藥物確實(shí)對(duì)人類健康會(huì)產(chǎn)生不良影響，比如有的實(shí)驗(yàn)表明使用全身麻醉的病人麻醉用藥過量容易得帕金森病等神經(jīng)萎縮性疾病，將細(xì)胞培養(yǎng)的神經(jīng)元暴露在氯仿等麻醉藥中很短時(shí)間，就會(huì)引起蛋白質(zhì)凝集等異常反應(yīng)，而蛋白質(zhì)凝集會(huì)增加神經(jīng)萎縮性疾病的發(fā)生。還有的實(shí)驗(yàn)表明，麻醉藥物會(huì)對(duì)免疫系統(tǒng)造成傷害，體內(nèi)的麻醉藥物能誘導(dǎo)白細(xì)胞中的程序性細(xì)胞凋亡。美國(guó)FDA發(fā)出一項(xiàng)最新警告稱:使用麻醉劑藥物過量將產(chǎn)生致命的副作用。這些產(chǎn)品所含有的藥物如:利多卡因、丁卡因、苯佐卡因和丙胺卡因，有處方藥，也有非處方藥。病人將大量的麻醉藥品涂抹到皮膚上，可能產(chǎn)生很高的血藥濃度，導(dǎo)致心跳不規(guī)則、癲癇發(fā)作，以及昏迷，甚至死亡。病人打麻醉藥過程中，如果用藥過淺會(huì)很清醒，能感覺到手術(shù)帶來的痛苦。而臨床醫(yī)學(xué)麻醉深度的判斷僅僅依靠多年用藥經(jīng)驗(yàn)，人體差異帶來的影響很難用藥精準(zhǔn)。因此，指導(dǎo)麻醉師臨床用藥量，檢測(cè)麻醉深度已經(jīng)成為迫不及待需要解決的問題。
[0004]離子遷移譜(1n Mobility Spectrometry, IMS)技術(shù)20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一種分離檢測(cè)技術(shù)，與傳統(tǒng)的質(zhì)譜、色譜儀器相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，分析速度快，結(jié)果可靠的特點(diǎn)。離子遷移譜主要由離子化室、離子門、漂移區(qū)和檢測(cè)器組成。樣品氣體在離子化室電離產(chǎn)生分子、離子。離子在電場(chǎng)的驅(qū)使下通過周期性開啟的離子門進(jìn)入漂移區(qū)。在與逆流的中性漂移氣體分子不斷碰撞的過程中，由于這些離子在電場(chǎng)中各自遷移速率不同，使得不同的離子得到分離，先后到達(dá)收集極被檢測(cè)。因此通過遷移時(shí)間就可確定分析目標(biāo)物質(zhì)的存在，而應(yīng)用峰面積或峰高可確定相應(yīng)物質(zhì)的濃度。能夠在大氣環(huán)境中對(duì)微量物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，適于現(xiàn)場(chǎng)使用。目前我們研究的MS已經(jīng)廣泛應(yīng)用在化學(xué)戰(zhàn)劑、毒品、爆炸物探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、有毒氣體監(jiān)測(cè)、火災(zāi)監(jiān)測(cè)、水污染監(jiān)測(cè)和食品檢測(cè)等領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一種用于檢測(cè)血液中丙泊酚麻醉劑的精準(zhǔn)方法，以離子遷移譜技術(shù)為基本檢測(cè)技術(shù)，采用負(fù)離子模式，將含有不同濃度麻醉劑的血液樣品通過進(jìn)樣片，直接送入到離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器內(nèi)進(jìn)行熱解析，由載氣攜帶目標(biāo)樣品進(jìn)入離子遷移管進(jìn)行分析獲得丙泊酚檢測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行定性和定量分析。
[0006]所述離子遷移譜電離源為放射性63Ni源，紫外光電離源和放電電離源。
[0007]所述離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器是適合固體或液體進(jìn)樣的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)樣器。進(jìn)樣器選擇熱解析溫度范圍為室溫_180°C。
[0008]此儀器實(shí)驗(yàn)中使用的載氣和漂氣氣源可以是空氣、氮?dú)?、氧氣、惰性氣體中的一種或幾種混合氣源。氣源供氣方式可以是抽氣泵或氣體發(fā)生器自供氣、氣瓶供氣或是其他外源氣體。氣源氣體需要經(jīng)過活化處理的硅膠、分子篩和活性炭過濾，除去水、有機(jī)物和灰塵。氣源條件固定，可以保證離子遷移譜背景信號(hào)穩(wěn)定。
[0009]進(jìn)樣片為四氟片、不銹鋼片、石墨片、石英片、玻璃片、金屬鐵或鋁片。進(jìn)樣片寬
2.5-3.5cm、長(zhǎng)7-lOcm，厚度小于熱解析進(jìn)樣器進(jìn)樣口高度(3mm);取樣處是以0.5-1.2cm為半徑、深度為0.5-3mm的圓孔。此圓孔底部為粗糙的表面或是在圓孔處填充一次性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)小片(聚四氟乙烯或鐵、鋁金屬材料)，使血漿樣品平鋪于取樣處表面，增大與載氣接觸面積，更有利于載氣熱吹掃。
[0010]含有丙泊酚的血液可以是無任何前處理的血液樣品或是血漿樣品?？梢灾苯邮謩?dòng)取樣和進(jìn)樣，進(jìn)樣體積為l-50yL。也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取樣和進(jìn)樣分析。
[0011]離子遷移譜的工作站分析軟件中手動(dòng)設(shè)置“終端模式數(shù)據(jù)采集累加譜圖數(shù)”和“終端下曲線數(shù)”，同時(shí)點(diǎn)擊“累加譜圖”功能；可以實(shí)現(xiàn)多張譜圖連續(xù)采集、信號(hào)加和，提高檢測(cè)靈敏度；
[0012]手動(dòng)或自動(dòng)設(shè)置鎖定檢測(cè)峰的遷移時(shí)間范圍和線性標(biāo)線方程的系數(shù)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)定性和定量分析功能。自動(dòng)生成標(biāo)線方程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試。
[0013]定性分析試驗(yàn):用微量進(jìn)樣器取1-50 μ L含丙泊酚麻醉劑的血液樣品，在負(fù)離子模式下以離子遷移譜為檢測(cè)儀器，載氣攜帶樣品熱解析后揮發(fā)蒸汽進(jìn)入離子遷移譜遷移管進(jìn)行分析檢測(cè)獲得檢測(cè)信號(hào)；根據(jù)遷移時(shí)間進(jìn)行定性分析實(shí)驗(yàn)。如實(shí)驗(yàn)條件下，丙泊酚在負(fù)離子模式下獲得檢測(cè)信號(hào)，臨床使用血藥濃度范圍內(nèi)單體信號(hào)峰遷移時(shí)間約在8.3ms。
[0014]定量分析試驗(yàn):取血液樣品作溶劑，將丙泊酚注射液稀釋(如將丙泊酚注射液稀釋配制血藥濃度依次為 20ppm、15ppm、10ppm、7.5ppm、5ppm、2.5ppm、lppm、0.5ppm)。用微量進(jìn)樣器取等體積(1-50 μ L)麻醉劑血液樣品滴在進(jìn)樣片上取樣處，直接送入到離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器內(nèi)進(jìn)行熱解析，由載氣攜帶樣品進(jìn)入離子遷移管進(jìn)行分析獲得麻醉劑檢測(cè)信號(hào)。根據(jù)不同濃度下的信號(hào)強(qiáng)度，確定定量分析范圍，并生成標(biāo)線方程、相關(guān)系數(shù)。
[0015]通過改變離子遷移譜高壓源，可以采用正離子模式、負(fù)離子模式或正、負(fù)切換離子模式試驗(yàn)，可以分別檢測(cè)丙泊酚、一氧化二氮(亦稱“笑氣”)、七氟醚、地氟烷、異氟烷、氟烷、巴比妥酸鹽、異丙酚、開他敏、甲芐咪唑、嗎啡以及苯二氮。
[0016]目前，醫(yī)學(xué)上麻醉問題已然成為中國(guó)人心中揮之不去的夢(mèng)魘。這種檢測(cè)設(shè)備的成功開發(fā)必將用于彌補(bǔ)我國(guó)醫(yī)學(xué)界麻醉劑檢測(cè)方面的落后和差距。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0018]1.與傳統(tǒng)的氣相色譜、質(zhì)譜方法相比，將離子遷移譜作為分析血液中麻醉劑樣品的手段具有以下優(yōu)點(diǎn):整個(gè)儀器重量小于15kg，攜帶方便；儀器可以獨(dú)立運(yùn)行，能夠現(xiàn)場(chǎng)使用；測(cè)量速度快，單個(gè)樣品測(cè)試時(shí)間小于30S ;儀器的運(yùn)行費(fèi)用很低，消耗品很少；儀器的性價(jià)比高，分析速度比GC-MS等快10倍以上。
[0019]2.本測(cè)量方法簡(jiǎn)便、快速、可靠性好，無需專業(yè)背景人員操作。進(jìn)樣體積小、無需進(jìn)行任何前處理、靈敏度很高、定性、定量分析精準(zhǔn)，非常適合臨床手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)麻醉深度的快速分析精準(zhǔn)檢測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為檢測(cè)血液中麻醉劑的離子遷移譜裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0021]圖2為負(fù)離子模式下離子遷移譜的背景信號(hào)離子遷移譜圖(RIP)；
[0022]圖3為負(fù)離子模式下離子遷移譜檢測(cè)10 μ L血液空白的離子遷移譜圖；
[0023]圖4為負(fù)離子模式下離子遷移譜檢測(cè)10 μ L、含Ippm丙泊酚麻醉劑的血液離子遷移譜圖；
[0024]圖5為負(fù)離子模式下離子遷移譜檢測(cè)10 μ L、含5ppm丙泊酚麻醉劑的血液離子遷移譜圖；
[0025]圖6負(fù)離子模式下離子遷移譜檢測(cè)10 μ L、含IOppm丙泊酚麻醉劑的血液離子遷移譜圖；
[0026]圖7負(fù)離子模式下離子遷移譜檢測(cè)10 μ L、含20ppm丙泊酚麻醉劑的血液離子遷移譜圖；
[0027]圖8為負(fù)離子模式下離子遷移譜檢測(cè)10 μ L、含0.5-20ppm丙泊酚麻醉劑的血液，信號(hào)強(qiáng)度與血藥濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖；
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1為檢測(cè)血液中丙泊酚麻醉劑的離子遷移譜裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖，電離區(qū)為1，遷移區(qū)為2，熱解析進(jìn)樣器為3，載氣管路為4，離子源為5，出氣口為6，離子門為7，遷移管中遷移環(huán)為8，柵網(wǎng)為9，漂氣管路為10，檢測(cè)器為11。
[0029]圖2-8給出了一些實(shí)驗(yàn)譜圖對(duì)本發(fā)明給與說明。這些譜圖的實(shí)驗(yàn)條件均為:電離源為放射性63Ni源的離子遷移譜，負(fù)離子模式高壓源，步進(jìn)電機(jī)進(jìn)樣器。實(shí)驗(yàn)時(shí)遷移管溫度保持在100°C，進(jìn)樣器溫度180°C，載氣(空氣)、漂氣(空氣)氣流分別為400mL/min、600mL/min。軟件連續(xù)采集15張譜圖信號(hào)加和，單張譜圖間隔時(shí)間為1S。
[0030]實(shí)施例1
[0031]丙泊酚麻醉劑樣品在負(fù)離子模式下獲得理想的檢測(cè)信號(hào)，實(shí)驗(yàn)使用的離子遷移譜快速檢測(cè)儀在試驗(yàn)操作條件下，空氣試劑離子峰出現(xiàn)在約5ms (如圖2)。
[0032]實(shí)施例2
[0033]用微量進(jìn)樣器取1-50 μ L的血液樣品于進(jìn)樣片取樣處。負(fù)離子模式下離子遷移譜檢測(cè)血液樣品進(jìn)行分析，空白血漿中的內(nèi)源性物質(zhì)不干擾丙泊酚檢測(cè)，如圖3所示。丙泊酚標(biāo)準(zhǔn)出峰遷移時(shí)間在8.3ms,血液空白背景在8.3ms本底信號(hào)平均約45mv。
[0034]實(shí)施例3
[0035]定性分析試驗(yàn):用微量進(jìn)樣器分別取10μ L,含lppm、5ppm、10ppm、20ppm丙泊酹麻
醉劑的血液樣品溶液于進(jìn)樣片取樣處。使用的離子遷移譜在試驗(yàn)操作條件下，丙泊酚麻醉劑樣品信號(hào)峰出峰遷移時(shí)間約在8.3ms。用本發(fā)明方法分析加和平均信號(hào)(未扣除背景信號(hào))依次為 100mv、325mv、526mv、1120mv (如圖 4-7 所示)。
[0036]實(shí)施例4
[0037]定量分析試驗(yàn):取血液樣品作溶劑，將丙泊酚麻醉劑樣品稀釋(如將丙泊酚注射液稀釋配制濃度依次為20ppm、15ppm、10ppm、5ppm、2.5ppm、lppm、0.5ppm)。用微量進(jìn)樣器取10μ L，0.5-20ppm含丙泊酚麻醉劑的血液樣品溶液于進(jìn)樣片取樣處，離子遷移譜獲得檢測(cè)信號(hào)。記錄對(duì)應(yīng)的信號(hào)峰信號(hào)強(qiáng)度(扣除背景信號(hào))，連續(xù)三次重復(fù)試驗(yàn)取平均值，建立血藥濃度(0.5-20ppm)與信號(hào)強(qiáng)度之間的線性關(guān)系式。標(biāo)線方程為y=53.556x+2.6629，相關(guān)系數(shù)大于99%。應(yīng)用這個(gè)關(guān)系式做重復(fù)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，相同條件下樣品重復(fù)的變異系數(shù)小于20%。這個(gè)關(guān)系式的建立，可以更好的指導(dǎo)臨床醫(yī)學(xué)病人給藥深度的分析。另外，醫(yī)學(xué)上臨床給藥濃度一般在l-6ppm之間，標(biāo)線方程滿足臨床實(shí)際需求(如圖8所示)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)血液中丙泊酚麻醉劑的精準(zhǔn)方法，其特征在于: 1)定性分析試驗(yàn):用微量進(jìn)樣器取1-50μ L丙泊酚注射液樣品，在負(fù)離子模式下以離子遷移譜為檢測(cè)儀器，載氣攜帶樣品熱解析后揮發(fā)蒸汽進(jìn)入離子遷移譜遷移管進(jìn)行分析檢測(cè)，獲得檢測(cè)信號(hào)；確定其信號(hào)峰遷移時(shí)間； 2)定量分析試驗(yàn):取血液或血漿樣品作溶劑，將丙泊酚注射液稀釋成5個(gè)以上不同濃度的麻醉劑血液樣品，用微量進(jìn)樣器取1-50 μ L麻醉劑血液樣品滴在進(jìn)樣片上的取樣處，直接送入到離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器內(nèi)進(jìn)行熱解析，由載氣攜帶樣品進(jìn)入離子遷移管進(jìn)行分析，獲得麻醉劑檢測(cè)信號(hào)；以麻醉劑血液樣品中丙泊酚濃度為橫坐標(biāo)，以不同濃度下的檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，生成相關(guān)系數(shù)，并擬合成線性方程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 將丙泊酚注射液稀釋成5個(gè)以上不同濃度的麻醉劑血液樣品，丙泊酚注射液于麻醉劑血液樣品中的濃度為0.5ppm-20ppm，其也為定量分析范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述離子遷移譜電離源為放射性63Ni源，紫外光電離源或放電電離源； 所述離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器是適合固體或液體進(jìn)樣的電磁閥或步進(jìn)電機(jī)進(jìn)樣器；進(jìn)樣器選擇熱解析溫度范圍為室溫_180°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述離子遷移譜實(shí)驗(yàn)中使用的載氣和漂氣氣源可以是空氣、氮?dú)?、氧氣或惰性氣體中的一種或幾種混合氣源； 氣源供氣方式可以是抽氣泵自供氣、氣瓶供氣、氣體發(fā)生器產(chǎn)生的外供氣體或是其他外源氣體；氣源氣體需要經(jīng)過活化處理的硅膠、分子篩和活性炭過濾，除去水、有機(jī)物和灰塵；氣源條件固定，可以保證離子遷移譜背景信號(hào)穩(wěn)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的方法，其特征在于:進(jìn)樣片為四氟片、不銹鋼片、石墨片、石央片、玻璃片、金屬鐵或招片； 進(jìn)樣片寬2.5-3.5cm、長(zhǎng)7-lOcm，厚度小于熱解析進(jìn)樣器進(jìn)樣口高度；取樣處是以0.5-1.2cm為半徑、深度為0.5-3mm的凹槽； 此凹槽底部為粗糙的表面或是在凹槽處填充一次性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)小片，使血漿樣品平鋪于取樣處表面，增大與載氣接觸面積，更有利于載氣熱吹掃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:離子遷移譜的進(jìn)樣方式為:直接手動(dòng)取樣或進(jìn)樣，或自動(dòng)取樣和進(jìn)樣；進(jìn)樣體積為1-50 μ L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:離子遷移譜的工作站分析軟件中手動(dòng)設(shè)置“終端模式數(shù)據(jù)采集累加譜圖數(shù)”和“終端下曲線數(shù)”，同時(shí)點(diǎn)擊“累加譜圖”功能；可以實(shí)現(xiàn)多張譜圖連續(xù)采集、信號(hào)加和，提高檢測(cè)靈敏度； 手動(dòng)或自動(dòng)設(shè)置鎖定檢測(cè)峰的遷移時(shí)間范圍和線性標(biāo)線方程的系數(shù)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)定性和定量分析功能，自動(dòng)生成標(biāo)線方程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試。
【文檔編號(hào)】G01N27/64GK103884771SQ201210560492
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】王新, 李海洋, 鞠幫玉, 李杭, 渠團(tuán)帥 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所