超高效液相色谱-串联质谱法同时测定PIVAS工作环境中5种细胞毒性药物残留

袁中珍, 李巧巧, 唐甜甜, 张敏, 刘宇, 刘玲. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定PIVAS工作环境中5种细胞毒性药物残留[J]. 环境化学, 2023, 42(7): 2349-2358. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2022102101
引用本文: 袁中珍, 李巧巧, 唐甜甜, 张敏, 刘宇, 刘玲. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定PIVAS工作环境中5种细胞毒性药物残留[J]. 环境化学, 2023, 42(7): 2349-2358. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2022102101
YUAN Zhongzhen, LI Qiaoqiao, TANG Tiantian, ZHANG Min, LIU Yu, LIU Ling. Simultaneous determination of 5 cytotoxic drugs residues in PIVAS workplace ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Environmental Chemistry, 2023, 42(7): 2349-2358. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2022102101
Citation: YUAN Zhongzhen, LI Qiaoqiao, TANG Tiantian, ZHANG Min, LIU Yu, LIU Ling. Simultaneous determination of 5 cytotoxic drugs residues in PIVAS workplace ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Environmental Chemistry, 2023, 42(7): 2349-2358. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2022102101

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定PIVAS工作环境中5种细胞毒性药物残留

    通讯作者: Tel: 023-65075719,E-mail: ll8338@cqu.edu.cn
  • 基金项目:
    重庆市科卫联合医学科研项目(2021MSXM010)资助.

Simultaneous determination of 5 cytotoxic drugs residues in PIVAS workplace ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry

    Corresponding author: LIU Ling, ll8338@cqu.edu.cn
  • Fund Project: Chongqing Medical Scientific Research Project Chongqing Health Commission and Science and Technology Bureau(2021MSXM010).
  • 摘要: 建立超高效液相色谱-串联质谱技术同时测定医院静脉用药调配中心(PIVAS)工作环境中5种细胞毒性药物吉西他滨、环磷酰胺、表柔比星、依托泊苷及紫杉醇在玻璃、不锈钢和PVC材质表面残留含量的检测方法. 将2 cm×2 cm滤纸用100 μL 80%乙腈-0.1%甲酸溶液润湿后对10 cm×10 cm物表进行擦拭取样,擦拭样品用1 mL 20%乙腈含0.1%甲酸溶液重复提取2次,合并提取液离心后取上清液,以水-乙腈(0.1%甲酸)为流动相梯度洗脱,采用电喷雾电离源正离子模式和MRM模式检测. 结果表明,吉西他滨和环磷酰胺在0.1—800 ng·mL−1、表柔比星和依托泊苷在0.1—200 ng·mL−1、紫杉醇在0.2—200 ng·mL−1范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,方法的检出限为 0.2—1 pg·cm−2,定量限(LOQ)为0.6—3.2 pg·cm−2. 在玻璃、PVC和不锈钢3种材质上3个加标水平(200、1000、4000 ng·mL−1)的回收率为67.1%—108%,相对标准偏差(RSD)为0.8%—13.3%. 用本文建立的方法检测本中心PIVAS环境物体表面,发现5种细胞毒性药物可被不同程度检出,浓度范围为1.8—10898.8 pg·cm−2,PIVAS医务人员存在一定的细胞毒性药物职业暴露风险.
  • 细胞毒性药物作为抗肿瘤治疗的重要手段之一,临床应用广泛. 长期从事细胞毒性药物准备工作的医护人员可能受到职业暴露危害主要有基因突变、生殖影响和致癌[1-3]. 国际癌症研究机构将10余种细胞毒性药物归类为1类致癌物与 2A 类疑似致癌物[4]. 目前有研究报道,细胞毒性药物职业暴露生殖毒性可能导致流产、暂时性或永久性不孕、早产、先天畸形和引起接触者子女学习障碍[5];长期职业暴露将增加患脱发、感染、器官毒性、骨髓毒性、粘膜溃疡、疲劳、出血和头痛的风险[6];此外,职业暴露个体的DNA损伤、染色体异常和癌症的发生率更高[7-8]. 根据国家卫生健康委发布的《静脉用药调配中心建设与管理指南》规定,细胞毒性药物必须在静脉药物调配中心 (Pharmacy Intravenous Admixture Services)中实行集中配置和供应. 工作人员每天参与的排药、混合调配和成品复核等工作,不可避免地接触各类细胞毒性药物,面临着很大的职业暴露风险. PIVAS工作环境物体表面上残留的细胞毒性药物主要是一些低分子量药物,皮肤接触和经皮吸收是其职业暴露的主要途径[9-11]. 因此对PIVAS工作环境,尤其是工作区域物体表面细胞毒性药物残留情况的评估和监测至关重要[12-13].

    目前并没有统一的表面污染阈值水平,环境污染的代表药物一般是根据当地所在医院细胞毒性药物使用特性来决定的[14]. 我国目前评估细胞毒性药物残留情况所选取的目标药大多仅研究了环磷酰胺与阿糖胞苷两种药物,而对用量大、毒性大的药物,如吉西他滨、紫杉醇类药物等少有研究[15-17]. 近期有研究利用UPLC-MS/MS对我国10家医院PIVAS进行了环境污染评估和监测,发现其检测的两种药物(环磷酰胺和阿糖胞苷)污染最严重的区域是生物安全柜[15]. 擦拭取样已经广泛应用与环境监测[18-19],本研究采用UPLC-MS/MS,选取了5种使用频率高,性质差异大的细胞毒性药物作为研究对象,通过对生物安全柜及PIVAS内常用材质玻璃、不锈钢和PVC表面进行模拟污染,通过擦拭取样,建立了PIVAS生物安全柜、地面及工作区域其他物体表面上多种细胞毒性药物残留的测定方法,对评估PIVAS工作人员职业暴露风险具有重要意义.

    AB SCIEX Triple Quad TM 4500MD液相色谱串联质谱检测系统、高效液相色谱仪(Jasper TM)和软件Analyst ® MD(板本号:1.6)组成(AB SCIEX公司);H1-16KR型医用离心机(湖南可成仪器设备有限公司);SB-5200D型超声波清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司);Milli-Q纯水系统(美国Millipore公司);Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm,1.7 µm);Quintix125D-1CN万分之一分析天平(SQP型,Sartorius公司).

    标准品:吉西他滨(Gemcitabine, GEM,批号:T26S6T3870,纯度≥99%)、依托泊苷(Etoposide, VP-16,批号:C09S11S123704,纯度≥98%)、紫杉醇(Paclitaxel,TAX,批号:J04S11H123510,纯度≥98%)、表柔比星(Epirubicin,EPI,批号:AQW905,纯度≥98%)、环磷酰胺(Cyclophosphamide,CTX,批号:CMA739,纯度≥98%)、安替比林(Antipyrine, APR,批号:Y22A10C86317,纯度≥98%),均来自源叶生物科技有限公司. 主要试剂:乙腈、甲醇(色谱纯,美国TEDIA公司);甲酸、二甲基亚砜(色谱纯,Macklin公司);水为Milli-Q高纯水;滤纸(100张/盒,英国Whatman公司).

    内标溶液的配制:准确称取安替比林20.0 mg,置于20 mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容,得到1 mg·mL−1储备液. 精密移取内标储备液0.4 mL至20 mL容量瓶中,用甲醇稀释为 20 μg·mL−1的标准溶液,内标储备液和标准溶液均保存在4 ℃冰箱中. 进一步用20%乙腈(含0.1%甲酸)溶液稀释为10 ng·mL−1内标工作液,测试当日新鲜配制.

    标准溶液的配制:准确称取吉西他滨、依托泊苷、紫杉醇、表柔比星和环磷酰胺标准品20.0 mg,分别用二甲基亚砜溶解并定容于20 mL 容量瓶中,得到1 mg·mL−1单标储备液. 分别精密移取单标储备液0.4 mL至20 mL容量瓶中,用甲醇稀释,配成浓度各为 20 μg·mL−1的混合标准溶液. 准确移取混合标准溶液至容量瓶中,配制成200、1000、4000 ng·mL−1的混合标准中间液. 用10 ng·mL−1内标工作液逐级稀释成0.1、0.5、1、10、50、200、800 ng·mL−1系列标准工作溶液,上机测定. 所有储备液和标准溶液均在4 ℃避光保存.

    用2 cm×2 cm的滤纸擦拭10 cm×10 cm面积区域,0.1 mL乙腈-0.1%甲酸溶液(80:20,V/V)为预湿溶液,重复擦拭2遍。将擦拭后的2张滤纸置于2 mL EP管中,加入1 mL 内标工作液,超声提取20 min. 上清液移至另一个4 mL离心管中,残渣用1 mL 内标工作液重复提取1次,合并上清液,14000 r·min−1 离心5 min,取上清液200 μL供UPLC-MS/MS测试.

    色谱柱:Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱(2.1 mm×50 mm,1.7 µm);柱温:35 ℃;进样量:3 µL;流动相:A相为水, B 相为0.1%的甲酸乙腈溶液;流速:0.5 mL·min−1;梯度洗脱程序为:0—1.0 min,10%B;1.01—2.50 min,20%→30%B;2.51—3.00 min,30%→80%B;3.01—3.50 min,80%B;3.51—4.00 min,80%→10%B;4.01—5.00 min,10%B.

    电喷雾电离源ESI(+),采用多反应监测(MRM)模式. 气帘气压力:35 psi,碰撞气压力:8 psi,离子源喷雾电压:5500 V,温度:500 ℃, 离子源气1压力50 psi,离子源气2压力50 psi,5种细胞毒性药物的串联质谱参数见表1.

    表 1  5种细胞毒性药物和内标的串联质谱参数
    Table 1.  Detection parameters of 5 cytotoxic drugs and internal standard with tandem mass spectrometry
    化合物Compounds保留时间/min Retention time母离子 Precursor ion (m/z)子离子 Product ions (m/z)锥孔电压/V Cone voltage碰撞能量/V Collision energy
    GEM0.42264.3112.07223
    APR1.84189.356.07849
    CTX2.6261.1140.19229
    EPI2.86544.3379.010527
    VP-163.19589.3229.111620
    TAX3.61876.4308.26028
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    根据世界卫生组织国际癌症研究机构发布的2020年全球最新癌症负担数据显示,我国是癌症发病率最高的国家,而细胞毒性药物目前仍是抗肿瘤治疗非常重要的手段,在临床使用广泛[20]. 对我院2019—2020年细胞毒性药物使用情况进行统计分析,筛选出排名靠前10位的药物. 根据细胞毒性药物的理化性质和结构类型,从10种药物中筛选出5种具有代表性的药物,包含了水溶性和脂溶性药物,其中水溶性药物为吉西他滨、环磷酰胺、表柔比星,脂溶性药物为依托泊苷和紫杉醇.

    内标物的选择首选稳定同位素标记内标,同时测定多种药物时需要多种药物同位素内标,但同位素内标不易得到,实际操作比较困难. 有文献报道安替比林作为异环磷酰胺内标进行危害药物表面污染检测方法可行[21]. 本研究选择安替比林为内标,其色谱峰的位置在5种细胞毒性药物色谱峰中间且完全分离,能够满足分析需要.

    用 100 ng·mL−1的 5 种细胞毒性药物的混合标准品溶液,以 ESI+ 扫描方式进行一级质谱扫描,考察目标化合物的准分子离子峰[M+H]+,确定母离子后,进行二级质谱扫描,取丰度较高且相对稳定的碎片离子作为定量、定性离子,并采用MRM模式进一步优化碰撞能量、解簇电压等质谱参数. 表柔比星对定性离子进行优化时,调整碰撞能量后m/z 544.3/397.1与m/z 544.3/379.0离子对响应较好,但实际测定中发现相对响应较高的m/z 544.3/397.1离子对存在较多干扰,故采用m/z 544.3/379.0作为定量离子对.

    本研究比较了0.1%的甲酸水溶液-0.1%的甲酸乙腈溶液、0.1%的甲酸水溶液-乙腈溶液、水-0.1%的甲酸乙腈溶液、0.1%的甲酸水溶液-0.1%的甲酸甲醇溶液、0.1%的甲酸水溶液-甲醇溶液、水-0.1%的甲酸甲醇溶液作为流动相时5种细胞毒性药物的分离效果. 结果表明,用乙腈为流动相吉西他滨色谱峰拖尾现象得到改善,对称性较好. 水-0.1%的甲酸乙腈溶液为流动相时,采用梯度洗脱,分析时间5 min,各待测化合物响应好,离子化效率最佳,5种细胞毒性药物和内标物的色谱图见图1.

    图 1  5种细胞毒性药物和内标物的色谱图
    Figure 1.  Chromatograms of 5 cytotoxic drugs and internal standard
    (目标物浓度为200 ng·mL−1; A. 0.1%甲酸水-甲醇; B.水-0.1%甲酸甲醇; C. 0.1%甲酸水-0.1%甲酸甲醇; D. 0.1%甲酸水-乙腈;E.水-0.1%甲酸乙腈; F. 0.1%甲酸水-0.1%甲酸乙腈)
    (The target analytes concentration was 200 ng·mL−1; A. 0.1% formic acid/water-methanol; B. water-0.1% formic acid/methanol; C. 0.1% formic acid/water-0.1% formic acid/methanol; D. 0.1% formic acid/water-acetonitrile; E. water-0.1% formic acid/ acetonitrile; F. 0.1% formic acid/water-0.1% formic acid/ acetonitrile)

    取6份2 cm×2 cm空白滤纸用1 mL 20%乙腈-0.1%甲酸溶液重复提取2次,合并提取液,14000 r·min−1离心5 min,上清液即为经过前处理的空白基质. 分别用溶剂和经过前处理的空白基质配制5、25、100 ng·mL−1质控样品,5种细胞毒性药物和IS的基质效应=100%×经过前处理的空白基质配制样品的峰面积/溶剂配制样品的峰面积,内标归一化的基质效应=100%×细胞毒性药物的基质效应/IS的基质效应.

    在2 cm×2 cm空白滤纸添加50 μL,200、1000、4000 ng·mL−1 的3个水平的混合标准物质,用1 mL 20%乙腈-0.1%甲酸溶液重复提取2次,合并提取液,14000 r·min−1离心5 min,去上清液进样;经过前处理的空白基质配制相应浓度的质控样品. 5种细胞毒性药物和IS的回收率=100%×加标样品测得的峰面积/空白基质配制样品测得的峰面积,内标归一化的回收率=100%×细胞毒性药物的回收率/IS的回收率. 对于基质效应与回收率RSD不大于15%,结果见表2.

    表 2  5种细胞毒性药物和内标物的基质效应及回收率
    Table 2.  The matrix effect and recovery of 5 cytotoxic drugs and IS
    化合物Compounds浓度/(ng·mL−1)Concentration基质效应/%Matrix effect内标归一化的基质效应/%IS-normalized matrix effect回收率/%Recovery内标归一化的回收率/%IS-normalized recovery
    GEM598.2±6.294.8±5.594.3±9.892.2±5.0
    2596.2±1.194.5±0.792.8±8.4105.9±11.9
    10096.5±1.394.0±2.497.8±5.2108.7±3.0
    CTX5100.2±2.496.7±1.291.6±10.889.5±7.2
    2598.9±7.597.1±7.092.5±3.7105.4±7.3
    100103.0±3.7100.3±2.590.8±3.4101.3±2.3
    EPI5101.9±6.498.4±8.795.6±4.793.7±4.3
    25100.5±4.298.7±5.793.3±3.0106.2±2.9
    100101.9±1.499.3±2.691.3±1.6102.8±1.8
    VP-16598.6±11.295.0±8.5101.3±5.699.3±8.0
    2596.0±7.094.2±6.195.2±9.2108.3±8.0
    100101.4±2.198.8±2.795.9±2.9109.3±3.5
    TAX5101.0±10.097.7±12.987.6±7.685.6±2.1
    2591.5±8.389.9±9.887.0±10.798.9±10.1
    10099.6±6.497.1±6.889.2±6.299.2±7.1
    APR10102.7±1.992.5±9.1
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    提取溶液的选择以提取更多的目标化合物和更少的杂质为目的. 水、甲醇和乙腈是最常用的提取溶剂[22]. 本研究比较了不同比例(20%、40%、60%和80%)的乙腈水溶液(含0.1%甲酸)对5种细胞毒性药物的提取效率. 将浓度4000 ng·mL−1工作液50 μL喷洒到2 cm×2 cm滤纸上作为模拟样品进行考察,结果显示如图2,20%乙腈-0.1%甲酸溶液为提取溶剂时,5种药物的平均提取回收率即可达到84.7%—102%,能够满足OSHA表面采样评估指南建议分析物的采集回收率需高于75%[23]. 乙腈浓度的增加并未显著提高提取回收率,而当乙腈浓度增加到80%时,表柔比星的峰型变得很差,且考虑到有机溶剂的有毒性,因此选择20%乙腈-0.1%甲酸溶液为提取溶剂.

    图 2  不同提取溶剂的提取效率
    Figure 2.  Extraction efficiency of different extraction solvents

    本实验分别考察了用1 mL 20%乙腈−0.1%甲酸溶液对4000 ng·mL−1工作液50 μL喷洒到2 cm×2 cm滤纸上作的模拟样品提取1次和提取2次的提取效率. 结果如图3所示,提取1次和提取2次的平均回收率分别为84.7%—102%和98.0%—112%,尤其是表柔比星的提取效率从84.7%提高至98.0%,故本实验选择1 mL 20%乙腈−0.1%甲酸溶液提取2次为提取方法.

    图 3  不同提取次数的提取效率
    Figure 3.  Extraction efficiency of different extraction times

    评估了几种擦拭溶剂分别在10 cm×10 cm的不锈钢、玻璃和PVC板上进行擦拭取样的回收率. 用4000 ng·mL−1的标准溶液50 μL对10 cm×10 cm的不锈钢、玻璃和PVC板进行模拟污染,静置待干过夜,按照1.2.1节进行样品采集和处理,并计算平均回收率. 结果显示如图4,在20%乙腈-0.1%甲酸溶液擦拭在3种材质物表对于表柔比星、紫杉醇的回收率均较低,表柔比星擦拭回收率18.2%—37.6%,紫杉醇13.1%—32.2%. 而增加乙腈比例,表柔比星、紫杉醇的回收率能够得到改善. 当80%乙腈−0.1%甲酸溶液为擦拭溶液时,表柔比星和紫杉醇的回收率分别达到71.3%—92.5%和88.1%—114%. 从总体上看,不锈钢材质上的擦拭回收率较玻璃和PVC上低,5在种药物在玻璃板、PVC板和不锈钢板上的平均回收率分别为80.8%—106%、80.7%—108%、70.8%—94.1%,RSD分别为4.8%—11.1%、1.4%—5.3%、2.0%—6.8%,这可能与表面本身粗糙度相关,有研究表明粗糙度较大的表面回收率较低[24-25]. 尽管如此,5种药物在玻璃板、PVC板和不锈钢板上的平均回收率均能满足本研究的分析要求. 因此,选择80%乙腈−0.1%甲酸溶液用于不锈钢、玻璃和PVC板表面细胞毒性药物残留擦拭取样.

    图 4  不同擦拭溶剂对3种材质上5种药物残留的擦拭回收率
    Figure 4.  Wiping recovery of five drug residues on three materials with different wiping solvents

    在最佳的串联质谱条件下, 测定不同浓度的细胞毒性药物混合标准工作液,以质量浓度为横坐标(X),待测物与内标峰面积的比值(Y)为纵坐标绘制标准曲线,结果如表3所示,5种药物在线性范围内的线性关系良好,R2均大于0.999,检出限(LODs)为0.2—1 pg·cm−2,吉西他滨和环磷酰胺定量限0.6 pg·cm−2,表柔比星和依托泊苷定量限1.2 pg·cm−2,紫杉醇定量限3.2 pg·cm−2,均低于文献报道的定量限,表明该方法灵敏度高[11,14].

    表 3  5种细胞毒性药物的线性方程、线性范围、相关系数、检出限与定量限
    Table 3.  Linear regression equation, R2, linear range, detection limit and quantitative limit of 5 cytotoxic drugs
    化合物Compounds线性回归方程Regression equation线性范围/( ng·mL−1) Linear rangeR2LOD/ ( pg·cm−2LOQ/ ( pg·cm−2
    GEMy=0.186x+0.006280.1—8000.99900.20.6
    CTXy=0.0475x-0.001650.1—8000.99960.20.6
    EPIy=0.0099x+0.0007650.1—2000.99940.41.2
    VP-16y=0.0209x+0.000260.1—2000.99960.41.2
    TAXy=0.00189x+0.00007170.2—2000.999413.2
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    分别在10 cm×10 cm不同空白物表(不锈钢、玻璃和PVC板)上添加50 μL 200、1000、4000 ng·mL−1 的3个水平的混合标准物质,相当于每种药物添加10、50、200 ng,每个浓度分别制备 6个平行样,按照“1.2.1”进行样品采集和处理,计算其平均回收率和相对标准偏差(RSD),结果见表4.

    表 4  不同材质物表上5种细胞毒性药物的回收率及相对标准偏差(n=6)
    Table 4.  Recovery and RSD of 5 cytotoxic drugs on different materials surfaces (n=6)
    化合物Compounds添加10 ng Added添加50 ng Added添加200ng Added
    Recovery/%RSD/%Recovery /%RSD/%Recovery /%RSD/%
    玻璃表面Glass surfaceGEM86.44.91044.584.94.3
    CTX1081.91062.798.02.4
    EPI98.57.193.04.897.06.6
    VP-161024.397.98.399.56.9
    TAX1052.999.34.21016.6
    PVC 表面PVC surfaceGEM87.75.589.16.485.11.4
    CTX1074.798.64.098.73.8
    EPI97.52.299.20.894.06.1
    VP-1696.73.195.10.892.14.8
    TAX93.113.31016.897.65.1
    不锈钢表面Stainless steel surfaceGEM89.04.788.86.387.29.7
    CTX85.74.51011.597.93.6
    EPI68.33.867.11.369.47.7
    VP-1683.52.590.39.089.38.4
    TAX76.08.887.44.885.911.0
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    实验结果表明,在 3个加标水平下,5种药物在玻璃板上的平均回收率为84.9%—108%,RSD为1.9%—8.3%;PVC板上的平均回收率为85.1%—107%,RSD为0.8%—13.3%;不锈钢板上的平均回收率为67.1%—101%,RSD为1.3%—11.0%,本方法的准确度和精密度较好.

    每日细胞毒性药物配置结束后,工作人员会对生物安全柜、地面、传递窗等进行清洁消毒. 对清洁后的生物安全柜工作台面、侧壁、玻璃挡板、推车、地面和传递窗等表面按照“1.2.1”进行样品采集处理,并用本文建立的UPLC-MS/MS方法进行细胞毒性药物残留测定. 结果见表5,在生物安全柜内的细胞毒性药物的残留量最大,其中以环磷酰胺残留最严重,残留量为34.3—10898.8 pg·cm−2,显著高于MEWIP研究中的目标污染水平100 pg·cm−2 [26];其次,在门把手和配置间推车上发现大量细胞毒性药物残留,同时在PIVAS工作区域其他物体表面、地板等区域亦检测出不同程度的药物残留.

    表 5  PIVAS工作区域5种细胞毒性药物残留情况
    Table 5.  Residues of 5 cytotoxic drugs in PIVAS working area
    残留量/ (pg·cm−2 ) Residues
    GEMCTXEPIVP-16TAX
    准备区桌面Preparation area -desktop13.634.31.824.8
    准备区推车Preparation area-trolley worktop69.083.037.869.0
    准备区地面Preparation area-floor9.164.766.6
    成品复核区桌面Check area-desktop48.5184.527.447.6
    配置间推车Clean room- trolley worktop339.3594.314.947.8
    传递窗Delivery window95.1246.412.823.4
    传递窗门把手Delivery window handles443.5888.62.687.575.6
    配置间门把手Clean room- door handles443.0689.9127.560.2
    配置间地面Clean room-floor54.31463.624.132.7
    生物安全柜台面BSC workbench792.96391.91.9292.3349.0
    生物安全柜侧壁BSC side wall1552.73545.7375.8314.2
    生物安全柜内侧玻璃Inside the windscreen of BSC1013.410898.810.8364.8404.2
    生物安全柜外侧玻璃Outside the windscreen of BSC604.92253.285.1102.7
    生物安全柜外沿Outer edge of BSC819.92650.81.61109.4503.6
      注: “ —” 表示无对应值. Note:“ —” Represented no corresponded value
     | Show Table
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    本研究建立了在PIVAS环境物体表面中同时检测分析吉西他滨、环磷酰胺、表柔比星、依托泊苷及紫杉醇5种细胞毒性药物残留的UPLC-MS/MS测定方法. 该方法前处理简单,对不同材质表面细胞毒性药物残留检测均具有较好的准确度和精密度,通过内标法检测提高了灵敏度与准确性,为PIVAS工作环境细胞毒性药物残留检测提供了新的技术手段,对于进一步促进PIVAS工作流程优化和完善工作人员的保护措施,降低职业暴露风险意义重大.

  • 图 1  5种细胞毒性药物和内标物的色谱图

    Figure 1.  Chromatograms of 5 cytotoxic drugs and internal standard

    图 2  不同提取溶剂的提取效率

    Figure 2.  Extraction efficiency of different extraction solvents

    图 3  不同提取次数的提取效率

    Figure 3.  Extraction efficiency of different extraction times

    图 4  不同擦拭溶剂对3种材质上5种药物残留的擦拭回收率

    Figure 4.  Wiping recovery of five drug residues on three materials with different wiping solvents

    表 1  5种细胞毒性药物和内标的串联质谱参数

    Table 1.  Detection parameters of 5 cytotoxic drugs and internal standard with tandem mass spectrometry

    化合物Compounds保留时间/min Retention time母离子 Precursor ion (m/z)子离子 Product ions (m/z)锥孔电压/V Cone voltage碰撞能量/V Collision energy
    GEM0.42264.3112.07223
    APR1.84189.356.07849
    CTX2.6261.1140.19229
    EPI2.86544.3379.010527
    VP-163.19589.3229.111620
    TAX3.61876.4308.26028
    化合物Compounds保留时间/min Retention time母离子 Precursor ion (m/z)子离子 Product ions (m/z)锥孔电压/V Cone voltage碰撞能量/V Collision energy
    GEM0.42264.3112.07223
    APR1.84189.356.07849
    CTX2.6261.1140.19229
    EPI2.86544.3379.010527
    VP-163.19589.3229.111620
    TAX3.61876.4308.26028
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    表 2  5种细胞毒性药物和内标物的基质效应及回收率

    Table 2.  The matrix effect and recovery of 5 cytotoxic drugs and IS

    化合物Compounds浓度/(ng·mL−1)Concentration基质效应/%Matrix effect内标归一化的基质效应/%IS-normalized matrix effect回收率/%Recovery内标归一化的回收率/%IS-normalized recovery
    GEM598.2±6.294.8±5.594.3±9.892.2±5.0
    2596.2±1.194.5±0.792.8±8.4105.9±11.9
    10096.5±1.394.0±2.497.8±5.2108.7±3.0
    CTX5100.2±2.496.7±1.291.6±10.889.5±7.2
    2598.9±7.597.1±7.092.5±3.7105.4±7.3
    100103.0±3.7100.3±2.590.8±3.4101.3±2.3
    EPI5101.9±6.498.4±8.795.6±4.793.7±4.3
    25100.5±4.298.7±5.793.3±3.0106.2±2.9
    100101.9±1.499.3±2.691.3±1.6102.8±1.8
    VP-16598.6±11.295.0±8.5101.3±5.699.3±8.0
    2596.0±7.094.2±6.195.2±9.2108.3±8.0
    100101.4±2.198.8±2.795.9±2.9109.3±3.5
    TAX5101.0±10.097.7±12.987.6±7.685.6±2.1
    2591.5±8.389.9±9.887.0±10.798.9±10.1
    10099.6±6.497.1±6.889.2±6.299.2±7.1
    APR10102.7±1.992.5±9.1
    化合物Compounds浓度/(ng·mL−1)Concentration基质效应/%Matrix effect内标归一化的基质效应/%IS-normalized matrix effect回收率/%Recovery内标归一化的回收率/%IS-normalized recovery
    GEM598.2±6.294.8±5.594.3±9.892.2±5.0
    2596.2±1.194.5±0.792.8±8.4105.9±11.9
    10096.5±1.394.0±2.497.8±5.2108.7±3.0
    CTX5100.2±2.496.7±1.291.6±10.889.5±7.2
    2598.9±7.597.1±7.092.5±3.7105.4±7.3
    100103.0±3.7100.3±2.590.8±3.4101.3±2.3
    EPI5101.9±6.498.4±8.795.6±4.793.7±4.3
    25100.5±4.298.7±5.793.3±3.0106.2±2.9
    100101.9±1.499.3±2.691.3±1.6102.8±1.8
    VP-16598.6±11.295.0±8.5101.3±5.699.3±8.0
    2596.0±7.094.2±6.195.2±9.2108.3±8.0
    100101.4±2.198.8±2.795.9±2.9109.3±3.5
    TAX5101.0±10.097.7±12.987.6±7.685.6±2.1
    2591.5±8.389.9±9.887.0±10.798.9±10.1
    10099.6±6.497.1±6.889.2±6.299.2±7.1
    APR10102.7±1.992.5±9.1
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    表 3  5种细胞毒性药物的线性方程、线性范围、相关系数、检出限与定量限

    Table 3.  Linear regression equation, R2, linear range, detection limit and quantitative limit of 5 cytotoxic drugs

    化合物Compounds线性回归方程Regression equation线性范围/( ng·mL−1) Linear rangeR2LOD/ ( pg·cm−2LOQ/ ( pg·cm−2
    GEMy=0.186x+0.006280.1—8000.99900.20.6
    CTXy=0.0475x-0.001650.1—8000.99960.20.6
    EPIy=0.0099x+0.0007650.1—2000.99940.41.2
    VP-16y=0.0209x+0.000260.1—2000.99960.41.2
    TAXy=0.00189x+0.00007170.2—2000.999413.2
    化合物Compounds线性回归方程Regression equation线性范围/( ng·mL−1) Linear rangeR2LOD/ ( pg·cm−2LOQ/ ( pg·cm−2
    GEMy=0.186x+0.006280.1—8000.99900.20.6
    CTXy=0.0475x-0.001650.1—8000.99960.20.6
    EPIy=0.0099x+0.0007650.1—2000.99940.41.2
    VP-16y=0.0209x+0.000260.1—2000.99960.41.2
    TAXy=0.00189x+0.00007170.2—2000.999413.2
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    表 4  不同材质物表上5种细胞毒性药物的回收率及相对标准偏差(n=6)

    Table 4.  Recovery and RSD of 5 cytotoxic drugs on different materials surfaces (n=6)

    化合物Compounds添加10 ng Added添加50 ng Added添加200ng Added
    Recovery/%RSD/%Recovery /%RSD/%Recovery /%RSD/%
    玻璃表面Glass surfaceGEM86.44.91044.584.94.3
    CTX1081.91062.798.02.4
    EPI98.57.193.04.897.06.6
    VP-161024.397.98.399.56.9
    TAX1052.999.34.21016.6
    PVC 表面PVC surfaceGEM87.75.589.16.485.11.4
    CTX1074.798.64.098.73.8
    EPI97.52.299.20.894.06.1
    VP-1696.73.195.10.892.14.8
    TAX93.113.31016.897.65.1
    不锈钢表面Stainless steel surfaceGEM89.04.788.86.387.29.7
    CTX85.74.51011.597.93.6
    EPI68.33.867.11.369.47.7
    VP-1683.52.590.39.089.38.4
    TAX76.08.887.44.885.911.0
    化合物Compounds添加10 ng Added添加50 ng Added添加200ng Added
    Recovery/%RSD/%Recovery /%RSD/%Recovery /%RSD/%
    玻璃表面Glass surfaceGEM86.44.91044.584.94.3
    CTX1081.91062.798.02.4
    EPI98.57.193.04.897.06.6
    VP-161024.397.98.399.56.9
    TAX1052.999.34.21016.6
    PVC 表面PVC surfaceGEM87.75.589.16.485.11.4
    CTX1074.798.64.098.73.8
    EPI97.52.299.20.894.06.1
    VP-1696.73.195.10.892.14.8
    TAX93.113.31016.897.65.1
    不锈钢表面Stainless steel surfaceGEM89.04.788.86.387.29.7
    CTX85.74.51011.597.93.6
    EPI68.33.867.11.369.47.7
    VP-1683.52.590.39.089.38.4
    TAX76.08.887.44.885.911.0
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    表 5  PIVAS工作区域5种细胞毒性药物残留情况

    Table 5.  Residues of 5 cytotoxic drugs in PIVAS working area

    残留量/ (pg·cm−2 ) Residues
    GEMCTXEPIVP-16TAX
    准备区桌面Preparation area -desktop13.634.31.824.8
    准备区推车Preparation area-trolley worktop69.083.037.869.0
    准备区地面Preparation area-floor9.164.766.6
    成品复核区桌面Check area-desktop48.5184.527.447.6
    配置间推车Clean room- trolley worktop339.3594.314.947.8
    传递窗Delivery window95.1246.412.823.4
    传递窗门把手Delivery window handles443.5888.62.687.575.6
    配置间门把手Clean room- door handles443.0689.9127.560.2
    配置间地面Clean room-floor54.31463.624.132.7
    生物安全柜台面BSC workbench792.96391.91.9292.3349.0
    生物安全柜侧壁BSC side wall1552.73545.7375.8314.2
    生物安全柜内侧玻璃Inside the windscreen of BSC1013.410898.810.8364.8404.2
    生物安全柜外侧玻璃Outside the windscreen of BSC604.92253.285.1102.7
    生物安全柜外沿Outer edge of BSC819.92650.81.61109.4503.6
      注: “ —” 表示无对应值. Note:“ —” Represented no corresponded value
    残留量/ (pg·cm−2 ) Residues
    GEMCTXEPIVP-16TAX
    准备区桌面Preparation area -desktop13.634.31.824.8
    准备区推车Preparation area-trolley worktop69.083.037.869.0
    准备区地面Preparation area-floor9.164.766.6
    成品复核区桌面Check area-desktop48.5184.527.447.6
    配置间推车Clean room- trolley worktop339.3594.314.947.8
    传递窗Delivery window95.1246.412.823.4
    传递窗门把手Delivery window handles443.5888.62.687.575.6
    配置间门把手Clean room- door handles443.0689.9127.560.2
    配置间地面Clean room-floor54.31463.624.132.7
    生物安全柜台面BSC workbench792.96391.91.9292.3349.0
    生物安全柜侧壁BSC side wall1552.73545.7375.8314.2
    生物安全柜内侧玻璃Inside the windscreen of BSC1013.410898.810.8364.8404.2
    生物安全柜外侧玻璃Outside the windscreen of BSC604.92253.285.1102.7
    生物安全柜外沿Outer edge of BSC819.92650.81.61109.4503.6
      注: “ —” 表示无对应值. Note:“ —” Represented no corresponded value
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-21
  • 录用日期:  2023-03-04
  • 刊出日期:  2023-07-27
袁中珍, 李巧巧, 唐甜甜, 张敏, 刘宇, 刘玲. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定PIVAS工作环境中5种细胞毒性药物残留[J]. 环境化学, 2023, 42(7): 2349-2358. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2022102101
引用本文: 袁中珍, 李巧巧, 唐甜甜, 张敏, 刘宇, 刘玲. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定PIVAS工作环境中5种细胞毒性药物残留[J]. 环境化学, 2023, 42(7): 2349-2358. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2022102101
YUAN Zhongzhen, LI Qiaoqiao, TANG Tiantian, ZHANG Min, LIU Yu, LIU Ling. Simultaneous determination of 5 cytotoxic drugs residues in PIVAS workplace ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Environmental Chemistry, 2023, 42(7): 2349-2358. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2022102101
Citation: YUAN Zhongzhen, LI Qiaoqiao, TANG Tiantian, ZHANG Min, LIU Yu, LIU Ling. Simultaneous determination of 5 cytotoxic drugs residues in PIVAS workplace ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Environmental Chemistry, 2023, 42(7): 2349-2358. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2022102101

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定PIVAS工作环境中5种细胞毒性药物残留

    通讯作者: Tel: 023-65075719,E-mail: ll8338@cqu.edu.cn
  • 重庆大学附属肿瘤医院,重庆,400030
基金项目:
重庆市科卫联合医学科研项目(2021MSXM010)资助.

摘要: 建立超高效液相色谱-串联质谱技术同时测定医院静脉用药调配中心(PIVAS)工作环境中5种细胞毒性药物吉西他滨、环磷酰胺、表柔比星、依托泊苷及紫杉醇在玻璃、不锈钢和PVC材质表面残留含量的检测方法. 将2 cm×2 cm滤纸用100 μL 80%乙腈-0.1%甲酸溶液润湿后对10 cm×10 cm物表进行擦拭取样,擦拭样品用1 mL 20%乙腈含0.1%甲酸溶液重复提取2次,合并提取液离心后取上清液,以水-乙腈(0.1%甲酸)为流动相梯度洗脱,采用电喷雾电离源正离子模式和MRM模式检测. 结果表明,吉西他滨和环磷酰胺在0.1—800 ng·mL−1、表柔比星和依托泊苷在0.1—200 ng·mL−1、紫杉醇在0.2—200 ng·mL−1范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,方法的检出限为 0.2—1 pg·cm−2,定量限(LOQ)为0.6—3.2 pg·cm−2. 在玻璃、PVC和不锈钢3种材质上3个加标水平(200、1000、4000 ng·mL−1)的回收率为67.1%—108%,相对标准偏差(RSD)为0.8%—13.3%. 用本文建立的方法检测本中心PIVAS环境物体表面,发现5种细胞毒性药物可被不同程度检出,浓度范围为1.8—10898.8 pg·cm−2,PIVAS医务人员存在一定的细胞毒性药物职业暴露风险.

English Abstract

  • 细胞毒性药物作为抗肿瘤治疗的重要手段之一,临床应用广泛. 长期从事细胞毒性药物准备工作的医护人员可能受到职业暴露危害主要有基因突变、生殖影响和致癌[1-3]. 国际癌症研究机构将10余种细胞毒性药物归类为1类致癌物与 2A 类疑似致癌物[4]. 目前有研究报道,细胞毒性药物职业暴露生殖毒性可能导致流产、暂时性或永久性不孕、早产、先天畸形和引起接触者子女学习障碍[5];长期职业暴露将增加患脱发、感染、器官毒性、骨髓毒性、粘膜溃疡、疲劳、出血和头痛的风险[6];此外,职业暴露个体的DNA损伤、染色体异常和癌症的发生率更高[7-8]. 根据国家卫生健康委发布的《静脉用药调配中心建设与管理指南》规定,细胞毒性药物必须在静脉药物调配中心 (Pharmacy Intravenous Admixture Services)中实行集中配置和供应. 工作人员每天参与的排药、混合调配和成品复核等工作,不可避免地接触各类细胞毒性药物,面临着很大的职业暴露风险. PIVAS工作环境物体表面上残留的细胞毒性药物主要是一些低分子量药物,皮肤接触和经皮吸收是其职业暴露的主要途径[9-11]. 因此对PIVAS工作环境,尤其是工作区域物体表面细胞毒性药物残留情况的评估和监测至关重要[12-13].

    目前并没有统一的表面污染阈值水平,环境污染的代表药物一般是根据当地所在医院细胞毒性药物使用特性来决定的[14]. 我国目前评估细胞毒性药物残留情况所选取的目标药大多仅研究了环磷酰胺与阿糖胞苷两种药物,而对用量大、毒性大的药物,如吉西他滨、紫杉醇类药物等少有研究[15-17]. 近期有研究利用UPLC-MS/MS对我国10家医院PIVAS进行了环境污染评估和监测,发现其检测的两种药物(环磷酰胺和阿糖胞苷)污染最严重的区域是生物安全柜[15]. 擦拭取样已经广泛应用与环境监测[18-19],本研究采用UPLC-MS/MS,选取了5种使用频率高,性质差异大的细胞毒性药物作为研究对象,通过对生物安全柜及PIVAS内常用材质玻璃、不锈钢和PVC表面进行模拟污染,通过擦拭取样,建立了PIVAS生物安全柜、地面及工作区域其他物体表面上多种细胞毒性药物残留的测定方法,对评估PIVAS工作人员职业暴露风险具有重要意义.

    • AB SCIEX Triple Quad TM 4500MD液相色谱串联质谱检测系统、高效液相色谱仪(Jasper TM)和软件Analyst ® MD(板本号:1.6)组成(AB SCIEX公司);H1-16KR型医用离心机(湖南可成仪器设备有限公司);SB-5200D型超声波清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司);Milli-Q纯水系统(美国Millipore公司);Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm,1.7 µm);Quintix125D-1CN万分之一分析天平(SQP型,Sartorius公司).

      标准品:吉西他滨(Gemcitabine, GEM,批号:T26S6T3870,纯度≥99%)、依托泊苷(Etoposide, VP-16,批号:C09S11S123704,纯度≥98%)、紫杉醇(Paclitaxel,TAX,批号:J04S11H123510,纯度≥98%)、表柔比星(Epirubicin,EPI,批号:AQW905,纯度≥98%)、环磷酰胺(Cyclophosphamide,CTX,批号:CMA739,纯度≥98%)、安替比林(Antipyrine, APR,批号:Y22A10C86317,纯度≥98%),均来自源叶生物科技有限公司. 主要试剂:乙腈、甲醇(色谱纯,美国TEDIA公司);甲酸、二甲基亚砜(色谱纯,Macklin公司);水为Milli-Q高纯水;滤纸(100张/盒,英国Whatman公司).

      内标溶液的配制:准确称取安替比林20.0 mg,置于20 mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容,得到1 mg·mL−1储备液. 精密移取内标储备液0.4 mL至20 mL容量瓶中,用甲醇稀释为 20 μg·mL−1的标准溶液,内标储备液和标准溶液均保存在4 ℃冰箱中. 进一步用20%乙腈(含0.1%甲酸)溶液稀释为10 ng·mL−1内标工作液,测试当日新鲜配制.

      标准溶液的配制:准确称取吉西他滨、依托泊苷、紫杉醇、表柔比星和环磷酰胺标准品20.0 mg,分别用二甲基亚砜溶解并定容于20 mL 容量瓶中,得到1 mg·mL−1单标储备液. 分别精密移取单标储备液0.4 mL至20 mL容量瓶中,用甲醇稀释,配成浓度各为 20 μg·mL−1的混合标准溶液. 准确移取混合标准溶液至容量瓶中,配制成200、1000、4000 ng·mL−1的混合标准中间液. 用10 ng·mL−1内标工作液逐级稀释成0.1、0.5、1、10、50、200、800 ng·mL−1系列标准工作溶液,上机测定. 所有储备液和标准溶液均在4 ℃避光保存.

    • 用2 cm×2 cm的滤纸擦拭10 cm×10 cm面积区域,0.1 mL乙腈-0.1%甲酸溶液(80:20,V/V)为预湿溶液,重复擦拭2遍。将擦拭后的2张滤纸置于2 mL EP管中,加入1 mL 内标工作液,超声提取20 min. 上清液移至另一个4 mL离心管中,残渣用1 mL 内标工作液重复提取1次,合并上清液,14000 r·min−1 离心5 min,取上清液200 μL供UPLC-MS/MS测试.

    • 色谱柱:Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱(2.1 mm×50 mm,1.7 µm);柱温:35 ℃;进样量:3 µL;流动相:A相为水, B 相为0.1%的甲酸乙腈溶液;流速:0.5 mL·min−1;梯度洗脱程序为:0—1.0 min,10%B;1.01—2.50 min,20%→30%B;2.51—3.00 min,30%→80%B;3.01—3.50 min,80%B;3.51—4.00 min,80%→10%B;4.01—5.00 min,10%B.

    • 电喷雾电离源ESI(+),采用多反应监测(MRM)模式. 气帘气压力:35 psi,碰撞气压力:8 psi,离子源喷雾电压:5500 V,温度:500 ℃, 离子源气1压力50 psi,离子源气2压力50 psi,5种细胞毒性药物的串联质谱参数见表1.

    • 根据世界卫生组织国际癌症研究机构发布的2020年全球最新癌症负担数据显示,我国是癌症发病率最高的国家,而细胞毒性药物目前仍是抗肿瘤治疗非常重要的手段,在临床使用广泛[20]. 对我院2019—2020年细胞毒性药物使用情况进行统计分析,筛选出排名靠前10位的药物. 根据细胞毒性药物的理化性质和结构类型,从10种药物中筛选出5种具有代表性的药物,包含了水溶性和脂溶性药物,其中水溶性药物为吉西他滨、环磷酰胺、表柔比星,脂溶性药物为依托泊苷和紫杉醇.

      内标物的选择首选稳定同位素标记内标,同时测定多种药物时需要多种药物同位素内标,但同位素内标不易得到,实际操作比较困难. 有文献报道安替比林作为异环磷酰胺内标进行危害药物表面污染检测方法可行[21]. 本研究选择安替比林为内标,其色谱峰的位置在5种细胞毒性药物色谱峰中间且完全分离,能够满足分析需要.

    • 用 100 ng·mL−1的 5 种细胞毒性药物的混合标准品溶液,以 ESI+ 扫描方式进行一级质谱扫描,考察目标化合物的准分子离子峰[M+H]+,确定母离子后,进行二级质谱扫描,取丰度较高且相对稳定的碎片离子作为定量、定性离子,并采用MRM模式进一步优化碰撞能量、解簇电压等质谱参数. 表柔比星对定性离子进行优化时,调整碰撞能量后m/z 544.3/397.1与m/z 544.3/379.0离子对响应较好,但实际测定中发现相对响应较高的m/z 544.3/397.1离子对存在较多干扰,故采用m/z 544.3/379.0作为定量离子对.

    • 本研究比较了0.1%的甲酸水溶液-0.1%的甲酸乙腈溶液、0.1%的甲酸水溶液-乙腈溶液、水-0.1%的甲酸乙腈溶液、0.1%的甲酸水溶液-0.1%的甲酸甲醇溶液、0.1%的甲酸水溶液-甲醇溶液、水-0.1%的甲酸甲醇溶液作为流动相时5种细胞毒性药物的分离效果. 结果表明,用乙腈为流动相吉西他滨色谱峰拖尾现象得到改善,对称性较好. 水-0.1%的甲酸乙腈溶液为流动相时,采用梯度洗脱,分析时间5 min,各待测化合物响应好,离子化效率最佳,5种细胞毒性药物和内标物的色谱图见图1.

    • 取6份2 cm×2 cm空白滤纸用1 mL 20%乙腈-0.1%甲酸溶液重复提取2次,合并提取液,14000 r·min−1离心5 min,上清液即为经过前处理的空白基质. 分别用溶剂和经过前处理的空白基质配制5、25、100 ng·mL−1质控样品,5种细胞毒性药物和IS的基质效应=100%×经过前处理的空白基质配制样品的峰面积/溶剂配制样品的峰面积,内标归一化的基质效应=100%×细胞毒性药物的基质效应/IS的基质效应.

      在2 cm×2 cm空白滤纸添加50 μL,200、1000、4000 ng·mL−1 的3个水平的混合标准物质,用1 mL 20%乙腈-0.1%甲酸溶液重复提取2次,合并提取液,14000 r·min−1离心5 min,去上清液进样;经过前处理的空白基质配制相应浓度的质控样品. 5种细胞毒性药物和IS的回收率=100%×加标样品测得的峰面积/空白基质配制样品测得的峰面积,内标归一化的回收率=100%×细胞毒性药物的回收率/IS的回收率. 对于基质效应与回收率RSD不大于15%,结果见表2.

    • 提取溶液的选择以提取更多的目标化合物和更少的杂质为目的. 水、甲醇和乙腈是最常用的提取溶剂[22]. 本研究比较了不同比例(20%、40%、60%和80%)的乙腈水溶液(含0.1%甲酸)对5种细胞毒性药物的提取效率. 将浓度4000 ng·mL−1工作液50 μL喷洒到2 cm×2 cm滤纸上作为模拟样品进行考察,结果显示如图2,20%乙腈-0.1%甲酸溶液为提取溶剂时,5种药物的平均提取回收率即可达到84.7%—102%,能够满足OSHA表面采样评估指南建议分析物的采集回收率需高于75%[23]. 乙腈浓度的增加并未显著提高提取回收率,而当乙腈浓度增加到80%时,表柔比星的峰型变得很差,且考虑到有机溶剂的有毒性,因此选择20%乙腈-0.1%甲酸溶液为提取溶剂.

    • 本实验分别考察了用1 mL 20%乙腈−0.1%甲酸溶液对4000 ng·mL−1工作液50 μL喷洒到2 cm×2 cm滤纸上作的模拟样品提取1次和提取2次的提取效率. 结果如图3所示,提取1次和提取2次的平均回收率分别为84.7%—102%和98.0%—112%,尤其是表柔比星的提取效率从84.7%提高至98.0%,故本实验选择1 mL 20%乙腈−0.1%甲酸溶液提取2次为提取方法.

    • 评估了几种擦拭溶剂分别在10 cm×10 cm的不锈钢、玻璃和PVC板上进行擦拭取样的回收率. 用4000 ng·mL−1的标准溶液50 μL对10 cm×10 cm的不锈钢、玻璃和PVC板进行模拟污染,静置待干过夜,按照1.2.1节进行样品采集和处理,并计算平均回收率. 结果显示如图4,在20%乙腈-0.1%甲酸溶液擦拭在3种材质物表对于表柔比星、紫杉醇的回收率均较低,表柔比星擦拭回收率18.2%—37.6%,紫杉醇13.1%—32.2%. 而增加乙腈比例,表柔比星、紫杉醇的回收率能够得到改善. 当80%乙腈−0.1%甲酸溶液为擦拭溶液时,表柔比星和紫杉醇的回收率分别达到71.3%—92.5%和88.1%—114%. 从总体上看,不锈钢材质上的擦拭回收率较玻璃和PVC上低,5在种药物在玻璃板、PVC板和不锈钢板上的平均回收率分别为80.8%—106%、80.7%—108%、70.8%—94.1%,RSD分别为4.8%—11.1%、1.4%—5.3%、2.0%—6.8%,这可能与表面本身粗糙度相关,有研究表明粗糙度较大的表面回收率较低[24-25]. 尽管如此,5种药物在玻璃板、PVC板和不锈钢板上的平均回收率均能满足本研究的分析要求. 因此,选择80%乙腈−0.1%甲酸溶液用于不锈钢、玻璃和PVC板表面细胞毒性药物残留擦拭取样.

    • 在最佳的串联质谱条件下, 测定不同浓度的细胞毒性药物混合标准工作液,以质量浓度为横坐标(X),待测物与内标峰面积的比值(Y)为纵坐标绘制标准曲线,结果如表3所示,5种药物在线性范围内的线性关系良好,R2均大于0.999,检出限(LODs)为0.2—1 pg·cm−2,吉西他滨和环磷酰胺定量限0.6 pg·cm−2,表柔比星和依托泊苷定量限1.2 pg·cm−2,紫杉醇定量限3.2 pg·cm−2,均低于文献报道的定量限,表明该方法灵敏度高[11,14].

    • 分别在10 cm×10 cm不同空白物表(不锈钢、玻璃和PVC板)上添加50 μL 200、1000、4000 ng·mL−1 的3个水平的混合标准物质,相当于每种药物添加10、50、200 ng,每个浓度分别制备 6个平行样,按照“1.2.1”进行样品采集和处理,计算其平均回收率和相对标准偏差(RSD),结果见表4.

      实验结果表明,在 3个加标水平下,5种药物在玻璃板上的平均回收率为84.9%—108%,RSD为1.9%—8.3%;PVC板上的平均回收率为85.1%—107%,RSD为0.8%—13.3%;不锈钢板上的平均回收率为67.1%—101%,RSD为1.3%—11.0%,本方法的准确度和精密度较好.

    • 每日细胞毒性药物配置结束后,工作人员会对生物安全柜、地面、传递窗等进行清洁消毒. 对清洁后的生物安全柜工作台面、侧壁、玻璃挡板、推车、地面和传递窗等表面按照“1.2.1”进行样品采集处理,并用本文建立的UPLC-MS/MS方法进行细胞毒性药物残留测定. 结果见表5,在生物安全柜内的细胞毒性药物的残留量最大,其中以环磷酰胺残留最严重,残留量为34.3—10898.8 pg·cm−2,显著高于MEWIP研究中的目标污染水平100 pg·cm−2 [26];其次,在门把手和配置间推车上发现大量细胞毒性药物残留,同时在PIVAS工作区域其他物体表面、地板等区域亦检测出不同程度的药物残留.

    • 本研究建立了在PIVAS环境物体表面中同时检测分析吉西他滨、环磷酰胺、表柔比星、依托泊苷及紫杉醇5种细胞毒性药物残留的UPLC-MS/MS测定方法. 该方法前处理简单,对不同材质表面细胞毒性药物残留检测均具有较好的准确度和精密度,通过内标法检测提高了灵敏度与准确性,为PIVAS工作环境细胞毒性药物残留检测提供了新的技术手段,对于进一步促进PIVAS工作流程优化和完善工作人员的保护措施,降低职业暴露风险意义重大.

    参考文献 (26)

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