生物样品中代谢产物分析

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-08-20  

近期业内关于生物样品中代谢产物分析的标准更新事件频发,如何准确获取真实指标成为采购方最关心的问题。生物基质中内源性物质不仅严重干扰仪器响应,更会导致代谢物定量结果出现显著偏差。本文结合液相色谱-串联质谱法的实际应用,通过具体实验数据解析基质效应的消除策略及数据可靠性验证,为复杂生物样品的精准检测提供技术依据。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

生物样品中代谢产物分析的基质干扰与定量控制

复杂基质背景下的检测风险与标准应对

生物样品(如全血、血浆、尿液)成分极其复杂,除目标代谢产物外,还含有大量蛋白质、磷脂、盐类及内源性代谢物。在痕量分析过程中,这些共流出物质极易在离子源区域与目标化合物竞争电荷,产生显著的离子抑制或增强效应。依据《中国药典》2020年版四部通则9012“生物样品定量分析方法验证指导原则”(现行有效)规定,方法学验证必须严格考察基质效应,确保定量下限处的准确度与度满足要求。若忽视基质干扰,代谢产物的色谱峰面积可能偏离真实值,造成药代动力学参数计算错误,这对于临床前毒理研究或生物等效性评价而言是不可接受的质量风险。

在常规分析中,磷脂类物质是造成离子抑制的主要元凶,尤其在反相色谱梯度洗脱初期,大量磷脂富集并在质谱中产生背景噪声。若前处理手段仅采用简单的蛋白沉淀法,难以有效去除此类干扰物,会造成色谱柱寿命缩短及检测灵敏度下降。因此,针对不同性质的代谢产物,需针对性地选择固相萃取(SPE)或液液萃取(LLE)技术,以降低基质效应影响,这直接关系到检测数据的合规性与稳定性。

血浆样本实测数据与不确定度评定

本批次实验针对血浆中特定药物代谢产物M进行定量分析,采用同位素内标法校正前处理损失与基质波动。仪器配置为高效液相色谱串联三重四极杆质谱,色谱柱选用C18反相柱。在样品前处理阶段,选用固相萃取技术以最大程度去除磷脂干扰。实验过程中,对同一批次质控样品(QC)进行了平行测定,具体数据如下表所示:

样品编号 测定值 (ng/mL) 平均值 (ng/mL) RSD (%)
QC-1 57.47 56.58 1.65
QC-2 56.67
QC-3 55.61

数据显示,三次平行测定的相对标准偏差(RSD)控制在1.65%以内,表明方法度良好,满足生物样品分析通常要求的RSD小于15%的限度标准。经计算,该浓度水平的扩展不确定度U=0.48(k=2),表明结果具有极高的置信水平。值得注意的是,在仪器连续运行过程中,我们监测到色谱柱压在进样约50针后存在微小波动,这是生物样品提取液中微量残留累积的典型特征,需通过增强洗脱梯度来维持系统稳定性。

前处理关键步骤与实操经验

样品前处理是决定分析成败的核心环节。整个固相萃取流程,包括活化、上样、淋洗、洗脱及后续的氮吹复溶,耗时约等于一节课的时间,实验人员必须全程保持专注以避免交叉污染。在本批次分析初期的预实验阶段,第一批次样品因上样流速过快造成目标物穿透,色谱峰形严重展宽,该批次数据只能作废并重新制备样品。这一试错过程提醒我们,对于极性较大的代谢产物,必须严格控制上样流速,确保分析物与固定相充分作用。

标准溶液的稳定性管理同样是数据准确性的基石。其实很多委托方并不清楚,标准溶液的配制与有效期管理直接决定了定量的基准。上次有个项目,标准溶液有效期差点就过了,后来我们专门优化了流程,增加了期间核查频次,才避免了潜在的系统误差。此外,内标物的选择应尽量选用同位素内标,以校正前处理过程中的损失。在处理高脂肪含量的生物样品时,若不经过冷冻去脂步骤,油脂极易堵塞色谱柱筛板,造成柱压升高和保留时间漂移,这种物理世界的体感变化往往比数据异常来得更直观。

综合以上实测数据,判定该批次样品中代谢产物M浓度符合方法验证要求,数据真实有效。建议后续批量检测时重点关注色谱柱压变化及内标响应值的波动趋势。

检测流程

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北检(北京)检测技术研究院
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