一种利用同位素稀释质谱法测量糖化血红蛋白的方法

摘要

本发明公开了一种利用同位素稀释液相色谱串联质谱法检测待测样品中糖化血红蛋白含量方法。该方法包括如下步骤：1)向标准品溶液和待测样品中均加入a摩尔

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用同位素稀释质谱法测定糖化血红蛋白的方法，特别涉及一种 利用同位素稀释液相色谱串联质谱法准确测量待测样品中糖化血红蛋白含量方法。

背景技术

糖化血红蛋白(缩写作hemoglobinA1c、HbA_1c、A1C或HbA1c)是血液红细胞 中的血红蛋白与葡萄糖结合的产物，可以反映测定前6-8周患者体内平均血糖水平， 通常作为评估糖尿病患者体内血糖控制情况与疗效观察的主要指标，一般来说血红蛋 白被糖基化的比例与一段时间内体内血糖浓度的水平成正比。对应的，非糖化血红蛋 白用HbA0表示。目前，国际上定义HbA_1c化学构成为葡萄糖稳定的连接在血红蛋白 β链N末端缬氨酸(Val)残基上，即血红蛋白(血液)-N-(1-脱氧果糖基)血红蛋白β 链(βN-1-deoxyfructosyl-hemoglobin)。

葡萄糖进入红细胞后与血红蛋白HbA的β链N末端缬氨酸残基缩合，先形成一 种不稳定的Schiff碱(醛亚胺结构)，即前HbA_1c，再解离或经Amadori分子重排后形 成HbA_1c(醛酮结构)，此反应的过程是缓慢和不可逆的，并且由于红细胞内没有分解 醛酮的酶，因此HbA_1c浓度只与红细胞寿命和该时期体内血糖的平均浓度有关，不受 运动或食物的影响，反映的是过去6-8周的平均血糖浓度，是目前国际上公认的用于 评估糖尿病患者长期血糖状况的金标准。

目前有超过20种不同的方法用于测量HbA_1c，其主要的检测原理主要有如下3种：

(1)离子交换层析法：它是基于不同组分的电荷差异进行分离的。葡萄糖与Hb 的β链N末端Val连接降低了等电点，导致糖化Hb带的正电荷比未糖化Hb的少，与 树脂的附着力小，可以分别用不同离子浓度的缓冲液在不同的时间将Hb从阳离子交 换柱中洗脱下来，再根据每个峰值下的面积来计算HbA_1c占总Hb的比例。但是该方 法中Hb变异体会随HbA_1c一起洗脱，影响HbA_1c值，离子交换层析法受温度、pH值、 抗凝剂和柱效的影响较大，从而使结果产生偏差。常规的离子交换HPLC法经过多年 技术上的改进，检测精密度(CV)<1％、分辨率及抵抗多种糖化血红蛋白变异体的能 力有了明显提高，基本可以达到临床需求，美国糖化血红蛋白标准化计划(NGSP)的参 考实验室也是使用Bio-Rex70阳离子交换树脂HPLC作为常规实验标准参考方法，但 是非特异性的问题仍然不能完全克服。

(2)亲和层析法：用于分离糖化与非糖化血红蛋白的亲和层析凝胶柱是交联了间 氨基苯硼酸的琼脂糖珠。硼酸具有与整合在血红蛋白分子上葡萄糖的顺位二醇基作可 逆结合反应的性质，致使HbA_1c选择性地结合于柱上，而非糖化血红蛋白被洗脱，然 后变换条件，又可以将HbA_1c重新解离，获得纯化。除葡萄糖外，血液中其他糖类都 可与硼酸基结合，因此该方法的检测结果为GHb总量，而不是HbA_1c的含量，该方法 不受温度、GHb变异体的影响，通过校准，其结果与离子交换法有良好的相关性，已 被临床广泛采用。但该实验测定结果受到除血红蛋白β链N末端缬氨酸残基以外糖基 化的影响。

(3)免疫法：利用抗原、抗体反应的原理，使用单克隆或多克隆抗体与血红蛋白 β-链上糖基化的N末端的4-8个氨基酸作为抗体识别位点，发生凝集反应，通过吸光 度来测定凝集量，可用全自动生化分析仪进行检测。该抗原与IFCC参考系统用于制 备一级参考物质的β链N末端6个氨基酸肽端极为相似，其参考范围(2.8％～4.9％) 比其他方法更低，而与IFCC推荐的(2.85～3.81％)更为一致。但是，当Hb发生第6 位氨基酸变异[HbS(β6glu→val)和HbC(β6glu→lys)]时将不会被识别，有报道对此变异 进行实验显示，厂家间的检测结果存在着偏倚。2011年，参加卫生部临床检验中心 HbA_1c项目的实验室中，离子交换高效液相色谱和免疫比浊法最为普遍，实验室所占 比例超过45％和25％，鉴于此，张传宝等对3个基于高效液相色谱和1个基于免疫比 浊法原理的HbA_1c测定系统的精密度和正确度进行验证，免疫法批内精密度CV为0.54 ％～1.02％，室内精密度CV为0.54％～1.17％；测定标准物质的均值(NGSP值)和标 准物质定值的偏倚为-0.34％HbA_1c～0.18％HbA_1c，与IFCC定值导出的NGSP值的偏 倚为-0.14％HbA_1c～0.05％HbA_1c，批内精密度和实验室内精密度及正确度性能均符合 相关要求，认为可以满足临床工作的需要，具有广阔的应用前景。

尽管HbA1C标准化测定的问题早在1984年即已提出，但直到1993年DCCT的 结果发布后，才开始受到关注。美国、日本和瑞典等国家都分别建立了HbA_1c国家标 准纲要，其中最为“著名”的是NGSP(NationalGlycohemoglobinStandar dizationProgram)计划。NGSP参考系统是以DCCT数值为基础，把NGSP参考实验室 网络中各种实验方法都校准为DCCT参考方法，并建议各实验室只能采用被NGSP认 可的方法来检测HbA_1c，使临床实验室的检测结果与DCCT的检测结果更具有相关性， 大大减少了各实验室之间的差异。

NGSP主要内容为：NGSP管理委员会下设由中心参考实验室、一级参考实验室 和二级参考实验室组成的参考实验室网络，其主要的职责为：(1)负责参与生产厂家 的仪器校准；(2)负责对实验室和厂家进行正确度认证；(3)对常规实验室进行能力 验证(proficiencytest，PT)。自NGSP计划建立以来，美国临床实验室间HbA_1c测定 的结果“从混乱进入有序”状态，目前参加NGSP活动的实验室室间CV小于5％， HbA1c结果与NGSP靶值的偏倚小于8％，并且自2005年以后，参加美国病理工作者 协会(CollegeofAmericanPathologists，CAP)HbA_1c室间质评的实验室，95％以上均 经过了NGSP认证，经过CAP和NGSP两组织的共同监测，推进了临床实验室关于糖 化血红蛋白的检测质量。

1995年，日本糖尿病学会(JapaneseDiabetesSociety，JDS)采用HPLC方法制备了 国家级的校准品(JDSCalibratorlot1)，推荐用于所有的常规糖化血红蛋白检测方法的 定标，对HbA_1c检测进行标准化，并且经过几年的努力，日本临床化学学会(Japanese SocietyofClinicalChemistry,JSCC)采用KO500制备了国家二级校准品(JDS/JSCC Calibratorlot2)，实现了标准物质的溯源性。瑞典临床化学学会(SwedishSocietyof ClinicalChemistry,SFKK)将MonoSHPLC方法作为国家指定参考方法，推荐用于糖化 血红蛋白的标准化。具体实施内容为：每月一次，将乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝的 新鲜全血样本发放至40家使用HPLC方法的临床医院，其中有5家医院采用MonoS HPLC参考方法，从而达到对常规实验室的能力验证，并且作为重点关注的检验仪器， 要求所有的医院每2年至少对糖化血红蛋白仪器进行校准一次。

上述国家级参考方法均采用离子交换色谱法，由于受树脂种类、柱子规格、缓冲 液组分、洗脱时间和色谱分辨率不同等原因的影响，检测结果也不同，在美国，DCCT 和NGSP使用指定的参比方法，应用Bio-Rex70HPLC和瑞典的MonoSHPLC方法检 测HbA_1c，在临界值仍有20％的差异，显然在度量学方面，无法满足参考方法的要求。

国际临床化学组织(IFCC)建立了HbA_1c标准化工作组，旨在研究一个可供追溯的 参照系统，研发HbA_1c参考物质和参考方法，该工作组历时5年的探索，经过多家实 验室的努力，于2002年推出了一套HbA_1c参考方法，即将待测标本溶血后经胞内蛋白 酶酶解，然后应用高效液相色谱串联电喷雾质谱仪或高效液相色谱串联毛细管电泳仪， 利用信号比例计算出糖基化的B链N末端六肽片段的比例，从而得出HbA_1c在样本中 所占的百分比，是检测HbA_1c分子浓度的新方法。此方法已经由包括欧洲、日本和美 国在内的11家IFCC参考实验室验证。IFCC推荐的检测HbA_1c方法的结果与DCCT 的结果存在一定差异，其检测值较NGSP的HbA_1c检测值低，两个方法相关系数R为 1.000，室内CV为0.47％～2.07％，室间CV为1.35％～2.27％。但是IFCC推荐的检 测HbA_1c方法，实验操作比较复杂，耗时较长，仪器昂贵、维护和保养成本较高，目 前仍只限于糖化血红蛋白标准化的研究。

由于我国目前HbA_1c测定的方法、实验价格、地区医疗水平的差异等原因，HbA_1c的测定并未普及，HbA_1c作为糖尿病诊断指标也存在亟须解决问题，主要是我国HbA_1c检测方法的标准化程度不够，测定的仪器和质量控制尚不能符合目前糖尿病诊断标准 的要求，因此目前暂不推荐应用HbA_1c诊断糖尿病，但是为提高我国糖尿病的诊断、 治疗、管理水平，2010年3月，中国HbA_1c教育计划在京启动，该计划是国内首次由 内分泌和检验界专家共同参与的大型学术活动，旨在提高HbA_1c在糖尿病管理中的重 要地位，加强临床医生对HbA_1c的认识和重视。

我国HbA_1c测定标准化工作起步较晚，目前仍处于初级阶段，但是国内的检验界 学者越来越重视糖化血红蛋白测定的量值溯源及标准化问题。卫生部临床检验中心王 冬环等建立了高效液相色谱串联电喷雾质谱法准确测量糖化血红蛋白的参考方法(不 同浓度血样及国际标准物质批内变异系数CV平均为0.70％，总CV为0.85％，测定国 际标准物质，测定值与认定值的偏差为-0.8％～0.25％，并研制了基于质谱方法的糖化 血红蛋白国家一级标准物质(GBW09181、GBW09182、GBW09183)，这为HbA_1c的 准确测量和量值溯源提供了有力的物质保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种同位素稀释液相色谱串联质谱法在检测糖化血红蛋白 中的应用，以及具体的利用同位素稀释液相色谱串联质谱法检测待测样品中糖化血红 蛋白含量的方法。

本发明所提供的利用同位素稀释液相色谱串联质谱法检测待测样品中糖化血红 蛋白含量的方法，是在国际临床化学组织(IFCC)推荐的检测方法(参见“ApprovedIFCC referencemethodforthemeasurementofHbA1cinhumanblood.ClinChemLabMed， 2002，40：78-89.”)的基础上，对其进行改进后的方法，具体可包括如下步骤：

(1)前处理：向标准品溶液中加入a摩尔¹⁵N-HbA_1c-¹³C和b摩尔¹⁵N–HbA0-¹³C， 过固相萃取柱，获得待上机标准品；向待测样品中加入a摩尔¹⁵N-HbA_1c-¹³C和b摩 尔¹⁵N–HbA0-¹³C，过所述固相萃取柱，获得待上机待测样品；

所述¹⁵N–HbA0-¹³C为经同位素¹⁵N和¹³C同时标记的非糖化血红蛋白β链N末 端的六肽链(氨基酸序列如序列表中序列1所示)，即VH-(¹³C-L-¹⁵N)-TPE；所述¹⁵N -HbA_1c-¹³C为经同位素¹⁵N和¹³C同时标记的糖化血红蛋白β链N末端的六肽链(氨 基酸序列如序列表中序列1所示)，即[(D-葡萄糖醛酸)–V]-H-(¹³C-L-¹⁵N)-TPE；

其中，a和b均大于0；

(2)上机检测：用液相色谱串联质谱仪对步骤(1)所得待上机标准品和待上机 待测样品分别进行检测；

(3)结果获得：从步骤(2)的检测结果中获得所述待测样品中糖化血红蛋白 (HbA_1c)的含量。

在上述方法中，步骤(1)是与所述国际临床化学组织(IFCC)推荐的检测方法相比 多出的步骤，该步骤的目的是利用人工合成的稳定同位素标记物作为内标，有效地保 证步骤(2)中标准品和待测样本检测结果的准确，补偿在整个实验流程中标准品和样 本的可能损耗，并且通过固相萃取柱的使用，有效地去除了所述待测样品中的盐分及 其他杂质，这样在步骤(2)上机检测时在保证了标准品和各待测样本检测结果准确的 同时各待测样本之间也不需要较长的仪器冲洗时间，缩短了实验所需的时间。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中所述的固相萃取柱具体为oasisHLB固相 萃取柱。

在上述方法中，步骤(2)中，所述检测中采用的色谱条件如下：色谱柱为C-18 反相色谱柱；流动相为如下流动相A和流动相B，采用所述流动相A和所述流动相B 进行梯度洗脱；流动相A：甲酸水溶液；流动相B：乙腈和甲酸的混合液。

所述流动相A中，所述甲酸水溶液中甲酸的含量为每1000ml所述甲酸水溶液中 含有1ml所述甲酸。

所述流动相B中，所述乙腈和甲酸的混合液由乙腈和甲酸按照体积比为999：1 的比例混合而成。

其中，所述C-18反相色谱柱的柱长为50mm；在本发明的一个实施例中，所述 C-18反相色谱柱的规格具体为“4.6×50mm，5μm”。

所述方法中，采用所述流动相A和所述流动相B进行梯度洗脱为：0-1.3min(不 含端点值1.3min)，所述流动相中所述流动相A和所述流动相B的体积比为3：97； 1.3-1.5min(不含端点值1.5min)，所述流动相中所述流动相A和所述流动相B的体积 比为35：65；1.5-2.0min(不含端点值2.0min)，所述流动相中所述流动相A和所述流 动相B的体积比为90：10；2.0-6.0min(不含端点值6.0min)，所述流动相中所述流动 相A和所述流动相B的体积比为95：5；6.0-6.1min(不含端点值6.1min)，所述流动 相中所述流动相A和所述流动相B的体积比为100：0；6.1-9.0min，所述流动相中所 述流动相A和所述流动相B的体积比为3：97。

在上述方法中，步骤(3)中，所述待测样品中糖化血红蛋白的含量为：将所述 待测样品中的糖化血红蛋白(HbA_1c)和非糖化血红蛋白(HbA0)均折合成血红蛋白 后，“所述糖化血红蛋白(HbA_1c)折合成的血红蛋白”在“‘所述糖化血红蛋白(HbA_1c) 折合成血红蛋白’与‘所述非糖化血红蛋白(HbA0)折合成的血红蛋白’之和”中的 比例；具体可为如下(I)或(II)：

(I)HbA_1c折合成血红蛋白的质量/(HbA_1c折合成血红蛋白的质量+HbA0折合成 血红蛋白的质量)；

(II)HbA_1c折合成血红蛋白的摩尔数/(HbA_1c折合成血红蛋白的摩尔数+HbA0 折合成血红蛋白的摩尔数)，并用单位mmol/mol表示，该表示方法与IFCC最终结果 表示方法一致，即“IFCC-HbA_1C(毫摩尔/摩尔)”。

在上述方法中，步骤(2)中，所述色谱条件中的流速可为250-300μl/min，如300μl /min。

在上述方法中，步骤(2)中，所述检测中采用的质谱条件如下：扫描类型为二 级质谱(MS2SIM)；毛细管电压为5500V；喷雾气体为氮气；喷雾器压力为30psi； 气体流速为11L/min；气体温度为300摄氏度；扫描范围为300-2000M/Z。

在上述方法中，步骤(2)中，在对所述待上机标准品和所述待上机待测样品进 行检测时用所述液相色谱串联质谱仪所处的环境中，空气相对湿度小于80％，如 20％-50％，温度为20℃～25℃(温度变化小于等于3℃/h)，电压波动小于5％。

在上述方法中，步骤(2)中，所述色谱条件中的进样量为1-10μl，如1μl。

在本发明的一个实施例中，所述液相色谱串联质谱仪为AB公司生产的API3200。 步骤(2)中，所述C18反相色谱柱具体为symmetry，WATERS公司生产的C18反相 色谱柱(4.6×50mm，5μm)。在上述方法中，步骤(2)中的所述色谱条件与所述国 际临床化学组织(IFCC)推荐的检测方法相比，应用所述C18色谱柱替代了IFCC推荐 的丙氰基柱，应用甲酸和乙腈的混合溶液(乙腈和甲酸按照体积比为999：1的比例混 合而成的溶液，即所述流动相B)替代了三氟乙酸。

在上述方法中，所述标准品可为如下中的至少一种：国际有证标准物质 IRMM/IFCC466(HbA_1c，糖化血红蛋白)和IRMM/IFCC467(HbA0，非糖化血红蛋 白)，以及中华人民共和国国家一级糖化血红蛋白标准物质GBW09181、GBW09182 和GBW09183。

在本发明中，所述标准品为国际有证标准物质IRMM/IFCC467(HbA0，非糖化血 红蛋白)，以及中华人民共和国国家一级糖化血红蛋白标准物质GBW09181、 GBW09182和GBW09183。具体的，所述国际有证标准物质IRMM/IFCC467购自比利 时的参考物质与测量研究所(InstituteforReferenceMaterialsandMeasurements， IRMM)；所述中华人民共和国国家一级糖化血红蛋白标准物质GBW09181、 GBW09182和GBW09183购自卫生部临床检验中心。其中，所述GBW0181中HbA_1c认定值为38.42±1.6mmol/mol；所述GBW0182中HbA_1c的认定值为52.68±2.2 mmol/mol；所述GBW09183中HbA_1c的认定值88.74±3.65mmol/mol。

对应的，所述标准品溶液为如下系列溶液：将所述国际有证标准物质 IRMM/IFCC467(HbA0，非糖化血红蛋白)、所述中华人民共和国国家一级糖化血红 蛋白标准物质GBW09181、GBW09182和GBW09183分别进行酶解(使用胞内蛋白酶 GLU-C)后所得的系列溶液。根据各标准品证书中的记载，所述系列溶液在酶解前， “HbA_1c折合成血红蛋白的质量/(HbA_1c折合成血红蛋白的质量+HbA0折合成血红蛋 白的质量)×100％”(记作“A1C/(A1C+A0)折合Hb质量百分含量”)分别为0％ (IRMM/IFCC467)、3.842％(GBW09181)、5.268％(GBW09182)、8.874％(GBW09183)。

本发明的另一个目的是提供一种利用同位素稀释液相色谱串联质谱法测定待测 样品中糖化血红蛋白含量的试剂盒。

本发明所提供的利用同位素稀释液相色谱串联质谱法测定待测样品中糖化血红 蛋白含量的试剂盒，具体可包括血红蛋白标准品、¹⁵N-HbA_1c-¹³C、¹⁵N-HbA0-¹³C、固 相萃取柱和液相色谱串联质谱仪；

所述¹⁵N-HbA_1c-¹³C为经同位素¹⁵N、¹³C标记的糖化血红蛋白β链N末端的六肽 链；所述¹⁵N-HbA0-¹³C经同位素¹⁵N、¹³C标记的非糖化血红蛋白β链N末端的六肽 链；

所述血红蛋白标准品为国际有证标准物质IRMM/IFCC467，以及中华人民共和国 国家一级糖化血红蛋白标准物质GBW09181、GBW09182和GBW09183。

另外，所述试剂盒中还含有说明书，所述说明书中记载有如上本发明所提供的利 用同位素稀释液相色谱串联质谱法检测待测样品中糖化血红蛋白含量的方法所涉及的 全部步骤。

所述试剂盒在测定待测样品中糖化血红蛋白含量中的应用也属于本发明的保护 范围。

在上述方法中，所述待测样品为将离体的血液先经溶血处理再进行酶解(使用胞 内蛋白酶酶解)后所得的溶液。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述待测样品是按照包括如下步骤的方法对 离体的血液进行处理后得到的：取离体的血液(EDTA抗凝的新鲜全血)，去除血浆(可 8℃3000g离心10min)，沉淀细胞，用NaCl水溶液(生理盐水)洗涤(两次)后，用 细胞孵育液(浓度为0.15mol/L的NaCl水溶液)37℃孵育4小时(将前HbA_1c转化为 HbA_1c)。弃上清后加去离子水制成溶血产物，用由浓度为50mmol/l的MES水溶液与 浓度为1mmol/l的EDTA水溶液等体积混合后所得的混合溶液对溶血产物进行稀释， 使所述溶血产物中的总血红蛋白的终浓度为50mg/ml，调整pH值至6.2，离心(如 3000g，20min)后弃细胞碎片，提取上清液。向所述上清液中加入胞内蛋白酶 (GLU-C)，进行酶解(所述胞内蛋白酶与所述总血红蛋白的配比为1μg：1mg)，37 ℃，孵育18小时，冷冻2小时终止酶解，获得步骤(1)中所述的待测样品。

所述胞内蛋白酶具体为罗氏诊断公司endoproteinaseGLU-C，测序等级，其产品 目录号为EC3.4.21.19。

在本发明中，所述a和所述b的比值为1：10。更加具体的，在上述方法步骤(1) 中，向标准品溶液和待测样品中加入的¹⁵N-HbA_1c-¹³C为10pmol，¹⁵N-HbA0-¹³C为 100pmol。

在上述方法中，步骤(3)中，所述“从步骤(2)的检测结果中获得所述待测样 品中糖化血红蛋白(HbA_1c)含量”的方法与国际临床化学组织(IFCC)推荐的检测方法 大体一致，即先根据步骤(2)所得的所述待上机标准品的检测结果，绘制标准曲线， 再将步骤(2)所得的所述待上机待测样品的检测结果代入所述标准曲线，进而得到所 述待测样品中糖化血红蛋白(HbA_1c)的含量。

在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，所述“从步骤(2)的检测结果中获得 所述待测样品中糖化血红蛋白(HbA_1c)含量”的方法，具体包括如下步骤：

(a)标准曲线的绘制：包括如下(a1)-(a3)：

(a1)将所述标准品(所述系列溶液酶解前)各自的“A1C/(A1C+A0)折合Hb质 量百分含量”×100后的数值代入公式(I)，替代“HbA_1c％”，从而计算出所述标准 品各自的rconc值；

HbA_1C％＝100×rconc/(1+rconc)公式(I)

式中，HbA_1C％等于“HbA_1C折合成血红蛋白的质量/(HbA_1C折合成血红蛋白的 质量+HbA0折合成血红蛋白的质量)×100”。

(a2)根据所述步骤(2)上机检测得到的所述标准品溶液质谱图中HbA_1c、HbA0、 所述¹⁵N-HbA_1c-¹³C和所述¹⁵N-HbA0-¹³C的质荷比和信号强度，按照公式(II)计算 所述标准品溶液中HbA_1c与HbA0的校正后信号强度比值(rsig)；

rsi_g(信号比率)＝10×(HbA1c信号强度/¹⁵N-HbA_1c-¹³C信号强度)/(HbA0信号 强度/¹⁵N-HbA0-¹³C信号强度)公式(II)

(a3)以步骤(a2)计算所得所述标准品溶液中HbA_1c与HbA0的校正后信号强 度比值(rsig)为横坐标，以步骤(a1)中计算得到的所述标准品的rconc值为纵坐标， 绘制标准曲线；

(b)待测样品中HbA_1c含量的计算：包括如下(b1)和(b2)：

(b1)根据所述步骤(2)上机检测得到的所述待上机待测样品质谱图中HbA_1c、 HbA0、所述¹⁵N-HbA_1c-¹³C和所述¹⁵N-HbA0-¹³C的信号强度，按照公式(II)计算所 述待上机待测样品中HbA_1c与HbA0的校正后信号强度比值(rsig)；

rsi_g(信号比率)＝10×(HbA_1c信号强度/¹⁵N-HbA_1c-¹³C信号强度)/(HbA0信号 强度/¹⁵N-HbA0-¹³C信号强度)公式(II)

(b2)将步骤(b1)上机检测得到的所述待上机待测样品中HbA_1c与HbA0的校 正后信号强度比值(rsig)代入步骤(a)所绘制的标准曲线中，计算所述待测样品的 rconc值；再将所述rconc值代入公式(I)，计算得到“HbA_1c％”，所述“HbA_1c％” 即可表示待测样品中HbA_1c含量。也可接着将所得“HbA1c％”【即HbA_1c折合成血红 蛋白的质量/(HbA_1c折合成血红蛋白的质量+HbA0折合成血红蛋白的质量)×100】 转化为“HbA_1c折合成血红蛋白的摩尔数/(HbA_1c折合成血红蛋白的摩尔数+HbA0折 合成血红蛋白的摩尔数)”【可记作“A1C/(A1C+A0)折合Hb的摩尔比”】，并用单位 mmol/mol表示，该表示方法与IFCC最终结果表示方法一致，即“IFCC-HbA_1C(毫摩 尔/摩尔)”。两者之间的转化关系为：“HbA_1c％”＝10דIFCC-HbA_1C(毫摩尔/摩尔)”。

在上述方法中，在步骤(1)中过所述固相萃取柱后，还包括用真空离心压缩机 抽干后用0.1％(0.1g/100mL)甲酸水溶液复溶的步骤。

本发明通过对糖化血红蛋白测定的样品前处理、质谱条件、定量方法等过程进行 详细研究，在国内首次同时使用稳定同位素¹⁵N和¹³C标记人工合成的糖化血红蛋白 肽段，经液相色谱串联质谱技术，建立了准确测定糖化血红蛋白的分析方法。该方法 操作简单快速，对工作人员技术要求低，优点是加入同位素稀释剂达到平衡以后的实 验处理过程中的损失对分析结果无影响，该法由于是根据同位素比值的测定来求含量， 而比值的测定很少受到基本效应和仪器条件变化的影响，因而该法是一种准确度和精 度高的方法，比IFCC推荐的质谱的方法更加准确、精密，具有良好的特异性和灵敏 度，有望成为糖化血红蛋白测定的决定性参考方法。

附图说明

图1为利用同位素稀释液相色谱串联质谱法测定糖化血红蛋白色谱图的提取。其 中，A表示同位素稀释法HbA0的色谱峰(质荷比为348.2，峰面积为7.92e+006counts， 峰高为3.94e+006cps，保留时间为2.49min)；B表示同位素稀释法HbA_1c的色谱峰(质 荷比为429.2，峰面积为6.53e+005counts，峰高为2.19e+005cps，保留时间为2.49min)； C表示同位素稀释法稳定同位素¹⁵N-HbA0-¹³C的色谱峰(质荷比为351.7，峰面积为 1.95e+005counts，峰高为9.89e+004cps，保留时间为2.49min)；D表示同位素稀释法 稳定同位素¹⁵N-HbA_1c-¹³C的色谱峰(质荷比为432.7，峰面积为2.38e+005counts，峰 高为9.75e+004cps，保留时间为2.49min)。A-D中，横坐标为对应质荷比的出峰时间； 纵坐标为对应质荷比的相对丰度。

图2为利用同位素稀释液相色谱串联质谱法测定糖化血红蛋白的标准曲线。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

仪器：

1.Milli-Q净化水装置，密理博中国有限公司。用于实验室去离子水的制备。

2.瑞士梅特勒十万分之一天平。用于标准物质、贮备液、血清样品的准确加入； 容量瓶等的内校。北京市计量局每年一次强检，每天使用前自检。

3.Eppendorfreference移液器。每年送生产厂家校准1次，每月1次内校。

4.液相色谱串联质谱仪具体为AB公司的生产的API3200。

5.ZLNS-1真空离心压缩机，上海青浦仪表厂。

6.MICRO17R低温高速离心机，ThermoScinetific公司。

7.PHS-3EPH计，上海精科仪表厂。

8.所有玻璃器皿：如移液管；容量瓶等均符合国家A级标准。所有与试剂、水、 稀释液或样本接触的玻璃或塑料表面做如下清洗：

(1)使用常规清洗程序(含去污剂的热水浸泡，自来水冲洗)。

(2)在30％硝酸中浸泡过夜，自来水冲洗。

(3)去离子水冲洗5～6min。

(4)无尘环境中倒置自然干燥。

试剂：

1.用于清洁及除盐的oasisHLB固相萃取柱，购买自沃特世waters公司。

2.国际有证标准物质IRMM/IFCC467(HbA0)，购买自比利时的参考物质与测量研 究所(InstituteforReferenceMaterialsandMeasurements,IRMM)。随产品附带的国际认 定证书中记载：国际有证标准物质IRMM/IFCC467(HbA0，非糖化血红蛋白)的纯度 为≥99％(实际使用时可按纯品计算)，HbA0浓度为>976mmol/mol(即将该物质折合 成血红蛋白后，可折合成1mol血红蛋白的该物质中，平均含有可以折合成>976mmol 血红蛋白的HbA0，以及可以折合成<24mmol血红蛋白的HbA_1c)，IRMM/IFCC466 HbA_1c标准物质总血红蛋白119.7±3.7mg/g(即1g该物质折合成血红蛋白后的质量为 119.7mg)。在下述实施例中，IRMM/IFCC467均按照纯品计算。

3.中华人民共和国国家一级糖化血红蛋白标准物质(GBW09181，GBW09182， GBW09183)，购自卫生部临床检验中心。随产品附带的认定证书中记载：GBW0181 中HbA_1c认定值为38.42±1.6mmol/mol(即将该物质折合成血红蛋白后，可折合成1mol 血红蛋白的该物质中，平均含有可以折合成38.42mmol血红蛋白的HbA_1c，以及可以 折合成961.58mmol血红蛋白的HbA0)；GBW0182中HbA_1c的认定值为52.68±2.2 mmol/mol(即将该物质折合成血红蛋白后，可折合成1mol血红蛋白的该物质中，平 均含有可以折合成52.68mmol血红蛋白的HbA_1c，以及可以折合成947.32mmol血红蛋 白的HbA0)；GBW09183中HbA_1c的认定值88.74±3.65mmol/mol(即将该物质折合 成血红蛋白后，可折合成1mol血红蛋白的该物质中，平均含有可以折合成88.74mmol 血红蛋白的HbA_1c，以及可以折合成911.26mmol血红蛋白的HbA0)。对于GBW09181、 GBW09182和GBW09183，“HbA_1c折合成血红蛋白的质量/(HbA_1c折合成血红蛋白的 质量+HbA0折合成血红蛋白的质量)×100％”依次为3.842％(GBW09181)、5.268％ (GBW09182)、8.874％(GBW09183)。

4.胞内蛋白酶(endoproteinaseGLU-C)为测序等级，购自罗氏诊断，其产品目 录号为EC3.4.21.19。

5.超纯去离子水(≥18.2MΩ.cm)，要有充足的水，足够用于试剂溶液配置和对所 有玻璃器具的冲洗。

6.有机化学试剂均为HPLC等级,购自默克公司；

下述实施例中标准物质的运输、保存和使用严格按照产品说明书所列要求进行。 用干冰包装运输，-20℃贮存条件下可以保存一周，长时间贮存须置于-70℃以下。分 析时按说明书要求于室温解冻，取样前缓慢颠倒至少5次。打开后尽快使用。

下述实施例中进行溶液配制及上机检测操作过程中实验室内温度控制在20℃～ 25℃，变化不大于3℃/h，湿度20％-50％，电压波动小于5％，排风通畅。特别是上机 检测中发现上述因素尤其是环境湿度对仪器的稳定性影响甚大，湿度超过80％，基线 明显出现漂移。

实施例1、利用同位素质谱法测定糖化血红蛋白所需内标的选择

一、内标选择的标准

分析化学中理想的内标应该具备以下基本性质：首先应是稳定的纯品，可准确、 定量地加到样品中去；其次是与样品能够均匀混合，但不发生化学反应；第三是与样 品中的被分析物有相似的理化性质、质谱行为和响应特征。同位素稀释剂就是这样一 种用于分析的理想内标，它具有与被分析物极其相近的原子质量数，因此其理化性质、 质谱行为和响应特征与被分析物完全或几乎一致，一旦与样品均匀混合，只要不发生 污染，样品制备和分析过程中被分析物与同位素稀释剂的同位素比值将不再改变，由 此在质谱中产生的质量歧视效应较小，可减小仪器本身造成的不精密因素；再次，血 液本身所含的内标元素应极少，不会影响测定；最后，应保证样品内标元素不会受样 品中的多原子离子干扰及同量异位素干扰，这也是ID-MS对内标的特殊要求。

二、重标(稳定)的同位素天然丰度较低

与轻的同位素天然丰度相比，重标的同位素天然丰度较低(同位素在自然界中的 丰度，又称天然存在比，指的是该同位素在这种元素的所有天然同位素中所占的比例。 丰度的大小一般以百分数表示。天然丰度低的意思是自然界含量少，即检测样本中含 量很少，可近似等同于无，人造同位素的丰度为零)，详见表1。

表1同位素丰度

三、合成肽段的选择

基于以上步骤一和二的描述，本发明选择在自然界含量极低且相对廉价的重标¹⁵N 和¹³C元素作为血红蛋白裂解后所得肽段的内标，化学合成表2所示的2种血红蛋白 β链N末端的六肽链(真空压缩粉末)，其基本的氨基酸序列均如序列表中序列1所示。 其中，¹⁵N-HbA_1c-¹³C在第1位的缬氨酸上连接有D-葡萄糖醛酸，在第3位的亮氨酸 上标记有同位素¹⁵N和¹³C；¹⁵N-HbA0-¹³C在第3位的亮氨酸上标记有同位素¹⁵N和¹³C。 将表2中的肽段¹⁵N-HbA_1c和¹⁵N-HbA0按说明书要求-70℃冰箱冻存，使用前室温放 置30分钟后，用天平各称取一定量后，用质谱等级水溶解，配制成10μl溶液中包含 10pmol¹⁵N-HbA_1c和100pmol¹⁵N-HbA0的内标溶液。

表2化学合成的肽段

实施例2、利用同位素稀释液相色谱串联质谱法测定糖化血红蛋白

本实施例利用同位素稀释液相色谱串联质谱法测定待测样品中糖化血红蛋白 (HbA_1c)含量，是在国际临床化学组织(IFCC)推荐的检测方法(参见“ApprovedIFCC referencemethodforthemeasurementofHbA1cinhumanblood.ClinChemLabMed， 2002，40：78-89.”一文)的基础上，对其进行改进后的方法。具体如下：

一、标准曲线的绘制

以国际有证标准物质IRMM/IFCC467(HbA0)、以及中华人民共和国国家一级糖化 血红蛋白标准物质GBW09181、GBW09182和GBW09183为标准品，绘制标准曲线， 具体操作如下：

1、标准品的酶解及前处理

(1)标准品分析

根据各标准品证书中的记载，可知：

(a)国际有证标准物质IRMM/IFCC467(HbA0)中，HbA_1c折合而成的血红蛋白的 质量占HbA_1c和HbA0一同折合而成的血红蛋白总质量的百分比，即“HbA_1c折合成 血红蛋白的质量/(HbA_1c折合成血红蛋白的质量+HbA0折合成血红蛋白的质量)× 100％”(记作“A1C/(A1C+A0)折合Hb质量百分含量”)为0％；

(b)中华人民共和国国家一级糖化血红蛋白标准物质GBW09181，HbA_1c折合而 成的血红蛋白的质量占HbA_1c和HbA0一同折合而成的血红蛋白总质量的百分比，即 “HbA_1c折合成血红蛋白的质量/(HbA_1c折合成血红蛋白的质量+HbA0折合成血红蛋 白的质量)×100％”(记作“A1C/(A1C+A0)折合Hb质量百分含量”)为3.842％；

(c)中华人民共和国国家一级糖化血红蛋白标准物质GBW09182，HbA_1c折合而 成的血红蛋白的质量占HbA_1c和HbA0一同折合而成的血红蛋白总质量的百分比，即 “HbA_1c折合成血红蛋白的质量/(HbA_1c折合成血红蛋白的质量+HbA0折合成血红蛋 白的质量)×100％”(记作“A1C/(A1C+A0)折合Hb质量百分含量”)为5.268％；

(d)中华人民共和国国家一级糖化血红蛋白标准物质GBW09183，HbA_1c折合而 成的血红蛋白的质量占HbA_1c和HbA0一同折合而成的血红蛋白总质量的百分比，即 “HbA_1c折合成血红蛋白的质量/(HbA_1c折合成血红蛋白的质量+HbA0折合成血红蛋 白的质量)×100％”(记作“A1C/(A1C+A0)折合Hb质量百分含量”)为8.874％。

(2)标准品酶解液的制备

将以上4份标准品分别进行酶解，应用HPLC等级水配制胞内蛋白酶GLU-C浓 度为200μg/ml，取50μl酶溶液，以及相当于1mg血红蛋白的混合物，应用消化缓冲 液(浓度为50mmol/l的乙酸铵水溶液，pH4.3)最后配制成500μl/瓶的酶解反应体系， 酶解温度为37℃，酶解时间为18小时，之后置于-20℃冷冻2小时终止酶解反应， 获得4份标准品酶解液。

(3)待上机标准品溶液的制备

向步骤(2)所得4份标准品酶解液(500μl/瓶)中，每份每瓶分别加入10μl实施 例1配制的内标溶液，即相当于每份每瓶标准品中加入10pmol的肽段¹⁵N-HbA_1c-¹³C 溶液和100pmol的肽段¹⁵N-HbA0-¹³C溶液，得到4份加入内标的标准品酶解液。

为了得到清洁度较高，满足以下步骤中液相色谱串联质谱仪检测所需条件的加入 内标的标准品酶解液，将以上所得的4份加入内标的标准品酶解液分别过oasisHLB C18固相萃取柱(按说明书所列方法进行操作)，除去其中的盐和其他杂质。然后用真 空离心压缩机抽干，再用20μl浓度为0.1％(0.1g/100mL)的甲酸水溶液进行复溶，获 得4份不同浓度的待上机的标准品溶液。

2、液相色谱串联质谱仪检测

用AB公司生产的API3200LC-MS/MS对以上步骤1获得的4份不同浓度的待上 机的标准品溶液分别进行分析。(1)每份待上机的标准品溶液通过HPLC系统进行洗 脱，时间设定为9分钟。(2)通过流动相使酶解的肽段在洗脱的同时被分离，HPLC 系统与API3200质谱仪相连，经分离后的多肽依次进入质谱仪中检测。(3)对检测结 果进行分析。更加具体的，主要参数如表3所示。

表3液相色谱和质谱条件

3、定标

已知经酶解后的血红蛋白β链N末端1-6的肽链的质荷比为348.2；糖化血红蛋白 的β链N末端1-6的肽链的质荷比为429.2，重标¹⁵N-HbA_1c-¹³C肽链的质荷比为432.7； 重标¹⁵N-HbA0-¹³C肽链的质荷比为351.7，峰值半宽度设定为0.5。以上各质荷比均是 从带2个电荷的质谱峰中提取的信号。根据步骤2中对步骤1获得的4份不同浓度的 待上机的标准品溶液的检测结果，由液相色谱串联质谱仪分析软件分别自动提取4份 待上机的标准品溶液中以上四个质荷比的信号强度(其中，色谱图见图1)。按照公式 (II)计算4份待上机的标准品溶液中HbA_1c与HbA0的信号强度比值(rsig)，即加 内标溶液后所测得的校正后信号强度比值。

rsig(信号比率)＝信号强度(glc1–6)/信号强度(1–6)＝(1/10)×(HbA_1c信号强 度/¹⁵N-HbA_1c-¹³C信号强度)/(HbA0信号强度/¹⁵N-HbA0-¹³C信号强度)公式(II)

公式(II)中的rsig(信号比率)是根据向标准品中额外加入的经同位素¹⁵N、¹³C 标记的¹⁵N-HbA₁-¹³C_c和¹⁵N-HbA0-¹³C内标溶液信号强度比值的实际值(加入10pmol ¹⁵N-HbA₁-¹³C_c和100pmol¹⁵N-HbA0-¹³C，故该实际值为1/10)和测定值之间的偏差， 将待上机的标准品溶液的测定值根据内标溶液信号强度比值的实际值与测定值之间的 偏差进行补偿后得到的待上机的标准品溶液的实际值。

将步骤1(1)中4份标准品各自的“A1C/(A1C+A0)折合Hb质量百分含量”× 100后的数值代入公式(I)，替代“HbA1c％”，从而计算出4份标准品各自的rconc 值：

HbA1c％＝100×rconc/(1+rconc)公式(I)

式中，HbA1c％表示“HbA_1C折合成血红蛋白的质量/(HbA_1C折合成血红蛋白的 质量+HbA0折合成血红蛋白的质量)×100”。

按照上述方法，经液相色谱串联质谱仪检测分析，最终得到所述4份待上机的标 准品溶液的4个rsig值分别为0、0.0099、0.0462、0.07852，计算所得的4个对应rconc 值分别为0、0.03996、0.05561、0.09738。以rsig为横坐标，以rconc值为纵坐标，绘 制标准曲线。实验设3次重复，结果取平均值。

标准曲线如图2所示，rsig与rconc值两者之间的线性回归方程具体为 y＝1.080x+0.012(R²＝0.908)。

二、血液样品中HbA_1c含量的测定

(一)血液样品中HbA_1c含量的测定方法

1、血液样品的收集

血液样品：来自朝阳医院健康体检患者，空腹采集新鲜抗凝静脉血，经筛查人类 免疫缺陷病毒抗体(HIV)，乙型肝炎表面抗原(HBV)，丙型肝炎表面抗原(HCV) 均为阴性。

血液样品的收集：完全遵照ISO指南34及WHO关于制备标准物质原料的收集指 南，收集EDTA抗凝的新鲜全血1.5毫升，离心(8℃，3000g，10min)，弃血浆，沉 淀细胞用10ml的NaCl水溶液(生理盐水)洗涤两次后，用10ml细胞孵育液(浓度 为0.15mol/L的NaCl水溶液)37℃，孵育4小时以除去前HbA_1c(将前HbA_1c转化为 HbA_1c)。弃上清，加入1ml水制得溶血产物。检测总血红蛋白的浓度(氰化高铁血红 蛋白法，氰化高铁血红蛋白参比液，目录号：ZD303847)后，用由浓度为50mmol/l 的MES水溶液与浓度为1mmol/l的EDTA水溶液等体积混合后所得的混合溶液对溶 血产物进行稀释，使溶血产物的总血红蛋白的终浓度稀释到50mg/ml，再加入4mol/l 氢氧化钠，调整pH值至6.2，离心(3000g，20min)，弃细胞碎片，提取上清液，等 量分装，获得溶血标本(其中血红蛋白的终浓度按照50mg/ml，调节pH时加入的NaOH 用量甚微，体积不计)，-70℃储存，可以储存3年。

2、待测样本酶解液的制备

将以上步骤1所得的各溶血标本分别加入胞内蛋白酶GLU-C进行酶解，具体如 下：应用HPLC等级水配制胞内蛋白酶GLU-C浓度为200μg/ml，取50μl酶溶液，以 及相当于1mg血红蛋白的溶血标本，应用消化缓冲液(浓度为50mmol/l的乙酸铵水 溶液，pH4.3)最后配制成500μl的酶解反应体系，酶解温度为37℃，酶解时间为18 小时，之后置于-20℃冷冻2小时终止酶解反应，获得相应的待测样本酶解液。

3、待上机待测样品的制备

向步骤2所得各待测样本酶解液(500μl/份)中加入10μl实施例1配制的内标溶 液，即相当于向每份待测样本酶解液(500μl/份)中加入了10pmol的肽段¹⁵N-HbA_1c-¹³C 溶液和100pmol的肽段¹⁵N-HbA0-¹³C溶液，得到加入内标的待测样本酶解液。

为了得到清洁度较高的待测样本的酶解液，将以上所得的各加入内标的待测样本 酶解液分别过oasisHLBC18固相萃取柱，除去其中的盐和其他杂质。然后用真空离 心压缩机抽干，再用20μl浓度为0.1％(0.1mL/100mL)的甲酸水溶液进行复溶，获 得待上机待测样品。

4、液相色谱串联质谱仪检测

用AB公司生产的API3200质谱仪对以上步骤1获得的4份不同浓度的待上机的 标准品溶液分别进行分析。(1)每份待上机的标准品溶液通过HPLC系统进行洗脱， 时间设定为9分钟。(2)通过流动相使酶解的肽段在洗脱的同时被分离，HPLC系统 与质谱仪相连，经分离后的多肽依次进入质谱仪中检测。(3)对检测结果进行分析。 更加具体的，主要参数如表3所示。

5、计算

根据步骤4中对步骤3获得的各待上机待测样品的检测结果，由液相色谱串联质 谱仪分析软件分别自动提取各待上机待测样品质谱图中HbA_1c、HbA0、¹⁵N-HbA_1c-¹³C 和¹⁵NHbA0-¹³C的信号强度。按照以上公式(II)计算待上机待测样品中HbA_1c与HbA0 的信号强度比值(rsig)，即加内标溶液后所测得的校正后信号强度比值。此时，公式 (II)中的rsig(信号比率)是根据向待测样本中额外加入的经同位素¹⁵N、¹³C标记 的¹⁵N-HbA_1c-¹³C和¹⁵N-HbA0-¹³C内标溶液信号强度比值的实际值(加入10pmol N15-HbA_1c-¹³C和100pmolN15-HbA0-¹³C，故该实际值为1/10)和测定值之间的偏差， 将待上机待测样本的测定值根据内标溶液信号强度比值的实际值与测定值之间的偏差 进行补偿后得到的待上机待测样本的实际值。

然后将以上所得rsig值代入步骤一所得的标准曲线y＝1.080x+0.012(R²＝0.908) 中，计算各待上机待测样品的rconc值。再将所得rconc值代入以上公式(I)，计算得 到“HbA1c％”，所述“HbA1c％”即可表示所述待测样品中糖化血红蛋白(HbA_1c) 的含量。也可接着将所得“HbA1c％”【即HbA_1c折合成血红蛋白的质量/(HbA_1c折合 成血红蛋白的质量+HbA0折合成血红蛋白的质量)×100】转化为“HbA_1c折合成血红 蛋白的摩尔数/(HbA_1c折合成血红蛋白的摩尔数+HbA0折合成血红蛋白的摩尔数)” 【可记作“A1C/(A1C+A0)折合Hb的摩尔比”】，并用单位mmol/mol表示，该表示方 法与IFCC最终结果表示方法一致，即“IFCC-HbA_1C(毫摩尔/摩尔)”。两者之间的转 化关系为：“HbA_1c％”＝10דIFCC-HbA_1C(毫摩尔/摩尔)”。

实验中，每个标本重复测定3次，取平均值。

实际的实验操作中，步骤一绘制标准曲线与步骤二对待测血液样本进行HbA_1c含 量测定是在同日相同的实验条件下进行的，以减小实验中外界因素带来的实验误差。

(二)精密度实验

一个月内，在三个独立的工作日内，将3份血液样本(表4中标本L、M和H) 每份分为三批，按照上述步骤(一)中所述的方法测定其中糖化血红蛋白(HbA_1c)的 含量(用HbA1c％表示)。每批重复测定3次，每批结果取平均值。计算每份血样样本 三批的平均值以及批间变异系数(批间CV)。

结果见表4。三批血样样本测定值批间CV为1.726％～2.687％。

表4同位素稀释质谱法测定HbA1c精密度实验结果(％)

标本 第一批 第二批 第三批 均值 批间CV L 3.241 3.332 3.228 3.267 1.726 M 5.502 5.401 5.594 5.499 1.755 H 7.448 7.255 7.655 7.453 2.687