毛细管电泳
分析
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尿液中的安非他命类及恺他命类药物
毛細管電泳分析尿液中的安非他命類及愷他命類藥物
Analysis Amphetamines and Ketamine in Blood and Urine by
Capillary Electrophoresis with Photodiode Array Detection
背景介紹
在台灣,通常去吸食或販賣非法違禁藥物的人,通常不會只持有單純的一種藥物。而舉例來說,像是吸食甲基安非他命的人,在體內會代謝成結構相似的藥物[圖一],也就是所謂的安非他命及麻黃素,而因為麻黃素代謝出來之比例相當低,所以在本實驗就不多加探討。氯胺酮俗稱愷他命 (ketamine)。在近年來,吸食愷他命的比例有逐年增加的趨勢。在人體內愷他命會代謝成norketamine [圖二]。
根據文獻指出,此毛細管電泳方法,是相當不錯的且可以用來分析以下這些藥物。這些藥物包含amphetamine (A) , methamphetamine (MA) , methylenedioxy - amphetamine (MDA)及 methylenedioxy - methamphetamine
(MDMA) 及methylenedioxy-ethyl-amphetamine (MDEA) ,從結構我們可以看出這些藥物都是結構相似之藥物,簡稱 amphetamine-type stimulants (ATS) [圖三],還有愷他命類ketamine (K),norketamine (NK)。而不管是在單一或混合的藥物分析,毛細管電泳都可以在十六分鐘做一個完整的分析。
1
CH3CH3CH3
CH22CHNHCH2CH2CHNHCH3CHNH2
OHMethamphetamine Amphetamine Norephedrine
Deamination, p-hydroxylation and conjugation
[圖一] 甲基安非他命在人體代謝途徑
ClClOO
NHNH
3CHKetamine Norketamine
[圖二]愷他命在人體代謝途徑
2
3,4-methylenedioxyamphetamine3,4-methylenedioxyamphetamineAmphetamineAmphetamine
(MDA) (MDA) (A) (A)
NH2NH2NHNH22OO
22CCHHCH3CH333CHCHOO
3,4-methylenedioxymethamphetamine 3,4-methylenedioxymethamphetamine Methamphetamine Methamphetamine
(MA)(MA)(MDMA)(MDMA)
HHHH
CHCHNN33OON N CHCH33
HH22CC
33CHCHCHCH33OO
methylenedioxyethylamphetamine methylenedioxyethylamphetamine (MDEA)(MDEA)
22HH55CC
HH22CCNHNH22
CC22HH55
[圖三] ATS之結構
Capillary Electrophoresis (CE)原理
1. 帶電物質在電場作用下,以不同速度向電荷相反的方向移動之現象,稱
為電泳。樣品在電解液中泳動,根據物質之charge/mass比值差異來進行
分離。比值愈大,跑得愈快。
2. 受pH值、離子濃度、溫度、毛細管長度及電壓大小而影響分離效果。
種類
3
我們所使用的種類為CZE,使用的機型為Beckman Proteome Lab MDQ。
Detector
1. UV/Vis (UV) Detector
2. Photo Diode Array (PDA) Detector 3. Laser-induced Fluorescence (LIF) Detector
4. Mass Spectrometry (MS)
優點
1. 分離效率高
2. 分離速率快
3. 高靈敏度
4. 所耗用溶液少
5. 所產生廢液少
6. 只需微量檢體
4
試劑
1.濃度為1000μg/μL 之標準藥物 (A, MA, MDA, MDMA, MDEA, K and NK)
2. methanol/ water (1:1 v/v) 3. 0.1N NaOH
4. Tris [hydroxymethyl] aminomethane buffer (PH=3.5, conc.100mM)
5. 二次水
6. saturated K2CO3
8. Hexane/CH2Cl2 solution (3:1 v/v) 註,以上除有機溶劑外,其他材料皆須以0.22μm filter過濾即可使用,避免毛細管阻塞,
方法
在標準藥品中,將所需之濃度配製好後,取10μL的體積就可上機分析。而在生物檢體當中,必須先將檢體前處理,其萃取步驟如下述。
萃取步驟
在生物檢體中,所使用為尿液。須先以3000 rpm離心10分鐘後,取上清液用0.22μm filter過濾。取1 mL 添加完藥物的urine加入 20μL 過飽和的 K2CO3之目的為鹼化穩定pH值。均勻混合後加入 2 mL Hexane/CH2Cl2 solution (3:1 v/v)
[1],利用vortex shaken 1分鐘,此步驟極為重要為萃取成功與否得關鍵點,後。放入離心機(轉速3500 rpm,15min),取上清液定量1.5 mL後轉到小玻璃試管後,以氮氣吹乾再用100 μL methanol/ water (1:1 v/v)回溶,就可上機分析 [圖四]。
5
CE Analysis時的條件
1. CE儀器: Beckman ProteomeLab PA 800 2. Detector : Photo Diode Array (PDA 190–600 nm) and detection at 200 nm.
3. Capillary Tubing: 50μm*50.2cm
4. Cartridge Temp: 20?
5. Sample storage Temp: 10?
6. Electropherogram scan range: 190~300 nm
CE Time Program 的設定
1. Rinse-pressure 15.0 psi,3.0 min. Use Tris,hydroxymethyl,aminomethane
buffer (pH=3.5)
2. Inject- pressure 1.0 psi,10.0 sec.
3. Separate-Voltage 20.0 KV,12.0 min.
4. Autozero
5. Stop data
6. Rinse-pressure 15.0 psi,2.0 min. Use 1N NaOH
7. Rinse-pressure 15.0 psi,2.0 min. Use D-D water
8. End
Urine Drug-standard
200μl KCO 23
6
2mLHexane/CHCl 22
solution (3:1 v/v)
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