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Method Article
メソッドは、新生児低酸素虚血の生化学的マーカーを測定するために記述されています。アプローチは、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)およびガスクロマトグラフ質量分析法(GC / MS)を利用しています。
新生児低酸素虚血は、組織の不十分な血液の灌流または酸素の全身欠如によって特徴づけられる。この条件は1-3神経学的障害を含む十分に文書化新生児疾患を引き起こす/悪化させると考えられている。減少アデノシン三リン酸の生産は、酸化的リン酸化の欠如が原因で発生します。高エネルギーリン酸結合を含むこのエネルギーを奪わ状態の分子を補償するためには2劣化している。これは、最終的に尿酸に、、ヒポキサンチン、キサンチンをイノシンに続いて分解されるアデノシンレベルの上昇につながる。この分解過程での最後の2つの手順は、キサンチン酸化還元酵素によって実行されます。この酵素は正常酸素条件下でのキサンチン脱水素酵素の形で存在するが、低酸素-再灌流障害の状況4、5の下にキサンチンオキシダーゼ(XO)に変換されます。キサンチン脱水素酵素とは 異なり、XOはプリン劣化4、6の副生成物として過酸化水素を生成します。低酸素時に生成される他の活性酸素種(ROS)と組み合わせて、この過酸化水素は、アラントインを形成するために尿酸を酸化し、マロンジアルデヒド(MDA)7-9を生成する脂質膜と反応する。 ほとんどの哺乳類は、人間が免除、どの酵素ウリカーゼを、持っているアラントインに尿酸に変換されます。ヒトでは、しかし、アラントインは尿酸のROSを介した酸化により形成することができます。このため、アラントインは、ヒトの、ではなく、ウリカーゼを持っている哺乳動物における酸化ストレスのマーカーであると考えられている。
我々は、新生児低酸素虚血の生化学的マーカーを測定するために、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)及びガスクロマトグラフィー質量分析(GCMS)を用いる方法を説明します。 ヒトの血液はほとんどのテストのために使用されます。ウリカーゼ生成されたアラントインの可能性を認識しつつ、動物の血液を使用することもできます 。プリン代謝は1963年、早ければ低酸素症およびヒポキサンチン、キサンチンの信頼性にリンクされていた、と新生児低酸素症の生化学的指標としての尿酸はいくつかの研究者10月13日によって検証した。プリン化合物の定量に用いるHPLC法は、高速で信頼性、および再現性です。アラントイン、酸化ストレスの比較的新しいマーカーの定量化に使用するGC / MS法は、グルーバーら 7から適応されました。このメソッドは、特定のアーティファクトを回避し、試料の少量を必要とします。 MMDAの合成に使用される方法は、他の場所に14 15を説明された。 MDAのGC / MSによる定量がParoni らから翻案されました。とCighetti ら 16、17。キサンチンオキシダーゼ活性はisoxanthopterin 18にプテリンの変換を定量化することによってHPLCにより測定した。このアプローチでは十分な感度と再現性であることが判明した。
1。サンプルの収集と処理
2。プリンとXO分析のために、内部標準、2 - アミノプリンを(2 - AP)の準備
式1:
式2:
3。プリンのHPLC測定
タイム | 流量(ml /分) | % | %のB | %C | |
1 | 1.00 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | |
2 | 16.00 | 1.00 | 0.0 | 0.0 | 100.0 |
3 | 17.00 | 1.00 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
4 | 22.00 | 1.00 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
5 | 27.00 | 1.00 | 0.0 | 100.0 | 0.0 |
6 | 32.00 | 1.00 | 0.0 | 100.0 | 0.0 |
7 | 33.00 | 1.00 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
8 | 38.00 | 1.00 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
9 | 39.00 | 1.00 | 0.0 | 0.0 | 100.0 |
10 | 45.00 | 1.00 | 0.0 | 0.0 | 100.0 |
表1。プリン化合物のHPLC測定用溶剤変更。
リテンションタイム* | 観測はλmax * | λ 最大 19報告 | ε 最大 19の報告 | |
尿酸 | 〜3.5分 | 288 | 283 [2] | 11500 [2] |
ヒポキサンチン | 〜7.0分 | 248 | 248 [1] | 10800 [1] |
キサンチン | 〜9.5分 | 267 | 267 [2] | 10200 [2] |
2 -アミノプリン | 〜12.5分 | 305 | 314 [2] | 4000 [2] |
表2。プリンと内部標準のための典型的な保持時間とはλmax。 * 1mL/minの流速でアイソクラティック50mmのギ酸アンモニウム緩衝液(pH5.5)を用いたHPLCで決定。 pHは[]になります。
4。アラントインのGC / MS測定
5。 MDAの分析のための内部標準、メチルマロンジアルデヒド(MMDA)を、準備
6。 MDAのGC / MS測定
7。キサンチンオキシダーゼのHPLC測定
8。代表的な結果:
プリン化合物のHPLCの定量化の例を図1Aに示されています。特定の保持時間とヒポキサンチン、キサンチン、及び尿酸の発光波長は、プリン化合物( 表2)の同時定量を可能にする。アッセイが正しく実行されると、化合物は、十分な分離を持ち、ピーク形状はシャープと単峰性となります。これらのピークは、濃度、標準曲線を使用して、 表3に示す範囲に変換されます。このアッセイのためのサンプル処理が最小限であるため、発生する可能性がある唯一のサンプルベースの問題では、赤血球の溶解となります。サンプルは遠心分離される前に赤血球が溶解した場合、プラズマはオレンジ/赤の色にかかり、低酸素性虚血の評価には使用できません。プリンを測定する際に発生する可能性のある他の問題は、HPLCシステムとカラム( 図1B)を伴います。 HPLCシステムでの空気の気泡がある場合は保持時間がシフトしますとHPLCの圧力が劇的に変動します。ガードカートリッジを変更する必要がある場合、圧力が増加し、ピークが拡大し、双方向またはトリ - モーダルになります。
ヒポキサンチン(μM) | キサンチン(μM) | 尿酸(μM) | キサンチンオキシダーゼ((nmolの製品)/分) | マロンジアルデヒド(μM) | アラントイン(μM) | |
長期酸素正常状態 | 1.13から19.3(64) | 0.02から3.69(61) | 107.20から726.12(63) | 2.47x10 -6 - 3.92x10 -3(20) | 0.44から3.76(53) | NA |
長期呼吸窮迫 | 1.78〜12.59(27) | 0.07から11.8(24) | 225.40から653.32(27) | 0 - 1.03x10 -5(8) | 0.82から2.73(24) | NA |
長期低酸素 | 0.38〜31.80(13) | 0.11から2.88(13) | 235.65から1348.13(13) | 1.20x10 -5 -236.44(9) | 0.95から2.15(7) | NA |
早産酸素正常状態 | 1.54から4.39(9) | 0.03から1.77(9) | 178.92から593.49(9) | 2.46x10 -5 - 5.44x10 -4(2) | 0.95から2.74(8) | 2.30から5.26(67) |
早産呼吸窮迫 | 3.04から8.04(2) | NA | 327.56から365.11(2) | NA | 2.40から3.46(3) | NA |
最小 - 最大(N)
表3。プリン、キサンチンオキシダーゼ、マロンジアルデヒド、およびアラントインの代表的な範囲。
アラントインのGC / MS定量化の例を図2に示されています。 derivitizedアラントインとderivitized重いアラントインの質量が知られているので、イオンモードは質量分析でこれらの化合物を同定するために使用することができます]を選択します。アッセイが適切に行われた場合、2つのピークは同じ保持時間に観察される。アラントイン(398.00メートル/ z)と重いアラントイン(400.00メートル/ Z)に他のに対応するもの。これらのピークは、濃度、標準曲線を使用して、 表3に示す範囲に変換されます。アッセイが正しく実行され、サンプルが適切にderivitizedされていない場合、ピークが存在しない可能性がありますか定量的に代表することがあります。赤血球は溶解のであれば、やはり、プラズマは新生児低酸素性虚血における酸化ストレスを評価するために使用することはできません。
MDAの定量化のための結果は、2つのピークが異なる保持時間で観測されるという例外を除き、アラントインと似ています。 〜3.5分保持時間、MDAのための144.00メートル/ zのピーク時および〜4分の保持時間では、MMDAのための158.00メートル/ zのピークは( 図3)が観察される。これらのピークは、濃度、標準曲線を使用して、 表3に示す範囲に変換されます。アッセイが正しく実行される、またはサンプルが適切にderivitizedされていない場合は144.00メートル/ zと158.00メートル/ zのために選択するとき、どのピークが観察されないことがありますそれはことに注意する必要がありますボーラス経口栄養や静脈内脂質の投与から血漿中の脂質の過剰がある場合、プラズマは乳白色の外観にかかりますし、新生児低酸素性虚血における酸化ストレスを評価するために使用することはできません。
キサンチンオキシダーゼの機能のHPLCベースの定量化の例を図4に示されています。アッセイが正しく実行され、三つのピークを蛍光検出器で観察する必要がある場合、プテリン、isoxanthopterin用に一つずつ、そして2 - AP用です。これらのピークは、濃度、標準曲線を使用して、 表3に示す範囲に変換されます。また、PDA検出器から生成されたスペクトル上isoxanthopterinと2 - APに対応するピークがあるはずです。酵素活性が存在しない場合は、isoxanthopterinに対応するピークは見られません。このアッセイは、酵素の機能を測定するため、サンプルの凍結融解は、これを変える可能性のある繰り返し。
図1。プリン化合物の同定のためのHPLCスペクトル 。 A)。代表的な結果分析が正しく実行された場合。 B)。代表的な結果はHPLC、カラム、またはガードカートリッジに問題がある場合。
図2。アラントインの定量化のためのGC / MSスペクトル。M / zはアラントインに対応するイオン398.00のピーク。イオン400.00メートル/ zのピークは重いアラントインに対応しています。
図3。 MDAの定量化のためのGC / MSスペクトルは。イオン144.00メートル/ zのピークは、MDAに対応しています。イオン158.00メートル/ zのピークはMMDAに対応しています。
図4。 XO活性の測定のためのHPLCスペクトル。)4時間のインキュベーション時間は0分のインキュベーションの時間およびB)代表的な結果の代表的な結果。 4時間のインキュベーション時間のためのより高いisoxanthopterineピーク(〜17分で)注意してください。蛍光スペクトルでは、2 - APは、〜10分で、次の〜5分とpterine溶出で最初に溶出する。
メソッドは、新生児低酸素虚血の評価を許可するここで説明する。このプロトコルは存在、あるいは低酸素性虚血の程度の全体的な生化学的な像を得るためにエネルギー(ATP)剥奪のマーカーの測定、酸化ストレス、酸化的損傷、および酵素活性を兼ね備えています。この方法の有用性にもかかわらず、潜在的な制限があります。第一に、それは、アッセイのすべてを実行するのに十分なプ?...
利害の衝突は宣言されません。
この作品は、保健R01 NR011209 - 03の国民の協会によって資金を供給される
Name | Company | Catalog Number | Comments |
試薬の名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント(省略可能) |
---|---|---|---|
6ミリリットルK3E EDTA K3チューブ | フィッシャーサイエンティフィック | 2204061 | |
5702R遠心 | フィッシャーサイエンティフィック | 05413319 | 13&16MMアダプタ付 |
1.5ml微量遠心チューブ | 米国サイエンティフィック | 1615-5599 | |
2 - アミノプリン | シグマアルドリッチ | A3509 | |
バリアンキャリー100分光光度計 | Agilantテクノロジーズ | 0010071500 | |
サバントSpeedVac | サーモサイエンティフィック | SC210A - 115 | |
ミクロン遠心フィルターデバイス | フィッシャーサイエンティフィック | UFC501596 | |
Supelcosil LC - 18 - Sカラム | シグマアルドリッチ | 58931 | |
Supelcosil LC - 18 - S Supelguardカートリッジとホルダー | シグマアルドリッチ | 59629 | |
HPLC | ウォーターズ | ||
GCMSバイアル | フィッシャーサイエンティフィック | 03376607 | |
DL -アラントイン- 5 -13℃、1 -15 N | CDNの同位体 | M - 2307 | ロット#L340P9 |
MTBSTFA | サーモサイエンティフィック | 48920 | |
ピリジン | シグマアルドリッチ | 270970 | |
5973E GC / MSD | アジレントテクノロジー | G7021A | 5975E GC / MSのための#一部 |
3 - Ethoxymethacrolein | シグマアルドリッチ | 232548 | |
水酸化ナトリウム | シグマアルドリッチ | S5881 | |
ジクロロメタン | シグマアルドリッチ | 270997 | |
ベンゼン | シグマアルドリッチ | 401765 | |
ジイソプロピルエーテル | シグマアルドリッチ | 38270 | |
BHT | シグマアルドリッチ | B1378 | |
エタノール | シグマアルドリッチ | 459844 | |
フェニルヒドラジン | シグマアルドリッチ | P26252 |
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