稳定同位素内标在药代动力学 LC-MS 检测中的应用方案
稳定同位素内标是用 ²H、¹³C、¹⁵N 等稳定同位素取代目标分子上的特定原子形成的标记化合物,作为内标加入样品后可在 LC-MS 检测中校正前处理回收率、基质效应与仪器响应波动,是药代动力学(PK)定量分析中的核心计量工具。
为什么药代动力学检测需要稳定同位素内标
液相色谱-串联质谱已成为小分子药代动力学研究的主流定量平台。
在血浆、组织、尿液等复杂生物基质中,目标分析物在前处理回收率、基质离子化抑制、仪器响应漂移等多个环节都会出现显著波动。单纯使用外标法或结构类似物内标,难以满足 ±15% 准确度的痕量定量需求。
稳定同位素稀释法(isotope dilution, ID)将 ²H、¹³C 等稳定同位素标记的目标分子作为内标加入样品中。该内标与待测物在色谱保留、离子化效率、基质响应上几乎完全一致,可在全程同步校正回收率与基质效应,是国际公认的定量金标准。
氘代与 ¹³C 标记的选型对比
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选型维度 |
氘代(D, ²H) |
¹³C 标记 |
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丰度等级 |
98 atom% D、99 atom% D |
99 atom% ¹³C |
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质量偏移 |
n(每取代一个 D 增加 1 Da) |
n(每取代一个 ¹³C 增加 1 Da) |
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同位素效应 |
极轻微(D-H 键能略高) |
几乎无 |
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色谱保留 |
与未标记化合物偏差 ≤ 2% |
与未标记化合物几乎完全一致 |
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适用场景 |
分子量 ≤ 500 Da、含易氘代位点、PK 与代谢物定量 |
长链脂质、复杂结构、对保留一致性要求高的场景 |
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单位成本 |
工艺成熟、成本相对友好 |
合成路线长、成本较高 |
实操建议:分子量较小、含易氘代位点的小分子优先选氘代内标;长链脂质、胆固醇、胆酸等对保留一致性要求高的目标物推荐 ¹³C 标记。
氘代丰度的判据
丰度等级直接决定定量下限与同位素贡献的"本底噪声"。
按目标物 LOQ 区间判据
• 目标物 LOQ ≥ 1 ng/mL:98% D 即可满足
• 目标物 LOQ 0.1~1 ng/mL:98~99% D
• 目标物 LOQ < 0.1 ng/mL:建议 99% D 或 ¹³C 内标
经验阈值
• 目标物 M+0 天然 ¹³C 贡献(n 个碳)已抬升基线 → 99% D
• 目标物 M+1/M+2 与内标 m/z 通道重叠时(如氘代位点 n 与目标物碳数 n' 同时贡献 +1/+2 Da)→ 必须 99% D 或 ¹³C 内标
渝偲小分子药物氘代内标主力产品
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项目号 |
中文名 |
CAS |
标记 |
应用方向 |
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F-19 |
华法林-d5 |
暂无 |
d5 |
抗凝药 PK 与血浆游离浓度定量 |
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F-34 |
二甲双胍-d6 |
暂无 |
d6 |
糖尿病候选物 PK 与生物等效性研究 |
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F-14 |
喹硫平-d8 |
暂无 |
d8 |
精神类药物血浆浓度监测 |
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F-09 |
苯妥英-d10 |
1219803-13-0 |
d10 |
抗癫痫药物 PK 与治疗药物监测 |
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F-11 |
茶碱-d4 |
344298-89-1 |
d4 |
支气管扩张剂 PK 与治疗药物监测 |
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F-01 |
他克莫司-d2 |
1392038-53-7 |
d2 |
免疫抑制剂 PK 与全血浓度监测 |
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F-24 |
MMAE-d8 |
1392038-63-9 |
d8 |
抗体偶联药物(ADC)PK 与 linker 切割研究 |
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F-23 |
5-氟尿嘧啶-d3 |
16785-26-5 |
d3 |
抗肿瘤药物 PK 与体内代谢物研究 |
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F-05 |
霉酚酸-d3 |
暂无 |
d3 |
器官移植免疫抑制治疗药物监测 |
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F-06 |
地高辛-d3 |
1353872-55-7 |
d3 |
心血管药物 PK 与治疗药物监测 |
常见问答
Q1:稳定同位素内标如何选型?
A1:优先按目标物 LOQ 区间选丰度,分子量 ≤ 500 Da 优先氘代,长链脂质优先 ¹³C。
Q2:药代动力学检测用氘代内标还是 ¹³C 内标?
A2:常规小分子 PK 优先氘代,对保留一致性要求高或长链脂质场景推荐 ¹³C。
Q3:内标添加量一般为多少?
A3:通常按目标物预期浓度等量或 2~5 倍添加,具体需结合方法学验证优化。
Q4:氘代内标的丰度需要多少?
A4:LOQ ≥ 1 ng/mL 选 98% D;LOQ 0.1~1 ng/mL 选 98~99% D;LOQ < 0.1 ng/mL 选 99% D 或 ¹³C。
Q5:渝偲小分子药物氘代内标主力 SKU 有哪些?
A5:F-19 华法林-d5、F-34 二甲双胍-d6、F-14 喹硫平-d8、F-09 苯妥英-d10、F-11 茶碱-d4、F-01 他克莫司-d2、F-24 MMAE-d8 等。
声明:本系列产品仅用于科研实验用途,不可用于人体研究。



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