Ny metode: Detektion af 3-epi-25-hydroxy-D3 i serum

Transkript

1 Ny metode: Detektion af 3-epi-25-hydroxy-D3 i serum Antal sider: Tegn uden mellemrum Modul 14 Bachelorprojekt 67 sider tegn Anders Blomsen Født: 10. september 1985 Klinisk vejleder: Martin Skygge Uddannelses vejleder: Søren Frank Jørgensen Praktisk del udført i samarbejde med: Josefine Kamille Trana Rigshospitalet: KBA 3011 d. 03/ Billede af LC-MS/MS apparatet på Rigshospitalet. Eget billede. Klinisk personale på LC-MS/MS: Peter og Søren + Anders kemiker på kba

2 Fra Bekendtgørelse om prøver og eksamen i erhvervsrettede uddannelser BEK nr 714 af 27/06/ En studerende, der under en prøve skaffer sig eller giver en anden studerende uretmæssig hjælp til besvarelse af en opgave eller benytter ikke tilladte hjælpemidler, skal af uddannelsesinstitutionen bortvises fra prøven. Stk. 2. Opstår der under eller efter en prøve formodning om, at en eksaminand uretmæssigt har skaffet sig eller ydet hjælp, har udgivet en andens arbejde for sit eget eller anvendt eget tidligere bedømt arbejde uden henvisning, indberettes dette til uddannelsesinstitutionen. Bliver formodningen bekræftet, og handlingen har fået eller ville kunne få betydning for bedømmelsen, bortviser uddannelsesinstitutionen eksaminanden fra prøven. Stk. 3. Udviser en eksaminand forstyrrende adfærd, kan uddannelsesinstitutionen bortvise eksaminanden fra prøven. I mindre alvorlige tilfælde giver uddannelsesinstitutionen først en advarsel. Stk. 4. Uddannelsesinstitutionen kan i de i stk. 1-3 nævnte tilfælde under skærpende omstændigheder beslutte, at den studerende skal bortvises fra institutionen i en kortere eller længere periode. I sådanne tilfælde gives en skriftlig advarsel om, at gentagelse kan medføre varig bortvisning. Stk. 5. En bortvisning efter stk.1-3 medfører, at en eventuel karakter for den pågældende prøve bortfalder, og at den studerende har brugt en prøveindstilling, jf. 6, stk. 3. Stk. 6. En studerende skal ved aflevering af en skriftlig besvarelse bekræfte med sin underskrift, der kan være digital, at opgaven er udfærdiget uden uretmæssig hjælp, jf. stk. 1 og 2. Undertegnede bekræfter hermed, at denne projektrapport er udfærdiget af mig, uden at udgive andres arbejde for mit og uden uretmæssig hjælp jf. ovenstående uddrag af eksamensbekendtgørelsen. Dato: Underskrift 2

3 Forord: Projektets udførelsessted: Projektet blev udført på Rigshospitalets klinisk biokemiske afdeling KB3011 i efteråret i Forsøgets praktiske del blev udarbejdet i løbet af 8 uger (3 uger af modul 13 og 5 uger af modul 14). Der blev jeg introduceret til LC-MS/MS specialet og principperne bag denne. Denne bacheloropgave henvender sig til andre studerende, bioanalytikere, biokemikere, læger og andre professioner som har interesse indenfor LC-MS/MS og kvantificering af molekyler og deres epimerer. I forbindelse med det praktiske forløb vil jeg rette en stor tak til Martin Skygge. Martin var min praktiske vejleder i det praktiske forløb gennem modul 13 og 14, til de praktiske forsøg. Ligeledes en rigtig stor tak til uddannelsesvejlederen, Søren Frank Jørgensen, for hans feedback og støtte i skriveperioden. Jeg vil ydermere takke superbrugerne på LC-MS/MS apparatet Søren Senniksen og Peter Villsen, for introduktionen af LC-MS/MS softwaren, deres interesse i mit projekt og deres faglige hjælp. Jeg vil ydermere takke den ansvarlige overlæge på LC-MS/MS apparatet, Anders Johnsen, for de praktiske råd gennem udførelsen af det praktiske forløb og den ansvarlige biokemiker for LC- MS/MS på KB3011, Svend Hansen, for hans faglige hjælp og ligeledes stor interesse for projektet. Til sidst og ikke mindst, vil jeg rette en stor tak til Josefine Kirstine Trana, som var min laboratoriepartner og den person jeg diskuterede med under det skriftlige forløb. Læsevejledning: Opgaven er opdelt i 4 dele, fra metode afsnittet og frem til diskussionen. Eksperimenterne fordeler sig således: Del 1: rene opløsningsmidler Del 2: serumprøver Del 3: rutinepatientprøver (alder 1 år og op). Del 4: børneprøver (alder 0-1 år). D 3. jan 2013 Anders Blomsen 3

4 Resume: Dette projekt udvikler en ny metode til detektion af 3-epi-25(OH)D3. Metoden er så ny at mængden af litteratur er begrænset. Baggrund: På Rigshospitalet benyttes UPLC-MS/MS med tilhørende C18 kolonne og isokratisk gradient til detektion af 25(OH)vitamin-D3. Denne protokol kan ikke separere vitamin-d3 fra epimeren. Epimeren er et molekyle der ligner vitamin-d3 molekylet. Til separation er der udviklet en ny og banebrydende metode. Ved brug af PFP kolonne og en ikke-isokratisk gradient kan 25(OH)vitamin- D3 separeres fra sin epimer. Metode: Projektet er opdelt i 4 dele: Del 1: analyse af prøver opløst i Solvent B. Formålet er at fremstille en protokol der kan separere analytterne. Del 2: analyse af prøver opløst i serumpool for simulation af en rutineprøve. Ud fra resultaterne foretages præcisionsanalyse og linearitet. Del 3: analyse af rutinepatientprøver (alder >1 år) via ny protokol med henblik på analysesammenligning. Del 4: analysere af børnepatientprøver (alder < 1 år) via begge protokoller, da der findes højere koncentrationer af epimer i spædbørnsprøver [1]. Resultater: Del 1: Den nye metode separerer 25(OH)vitamin-D3 fra epimeren. Del 2: Linearitet og præcision fundet. CV % for målte værdier varierer fra 13,93-21,08. Men det er accepteret i den eksisterende protokol. Del 3: Lineær regression på rutinepatientprøver giver R 2 = 0,9983. Det skyldes at rutinepatientprøver ikke indeholder målbare epimer koncentrationer. T test = 0,17. Del 4: Lineær regression for spædbørnsprøver giver R 2 = 0,621. Det skyldes at spædbørnsprøver indeholder målbare epimer koncentrationer. Dermed måler eksisterende protokol epimeren som vitamin-d3. Konklusion: Det anbefales at erstatte C18 kolonnen og isokratisk gradient, med PFP kolonnen og ikke-isokratisk gradient. 4

5 Indholdsfortegnelse FRA BEKENDTGØRELSE OM PRØVER OG EKSAMEN I ERHVERVSRETTEDE UDDANNELSER... 2 FORORD:... 3 LÆSEVEJLEDNING:... 3 RESUME:... 4 INDHOLDSFORTEGNELSE... 5 INTRODUKTION...8 Detektion af 25(OH)-Vitamin-D2 & 25(OH)-Vitamin-D3:... 9 Kolonne: Gradient: Fremstilling af Bedlayout: METODEVALG/UNDERSØGELSESDESIGN: VALG AF STATISTISKE METODER: MATERIALER OG METODER:...16 MATERIALER:...16 Prøvemateriale: Holdbarhed: Kolonne: Kalibrator: Kontroller: Intern standard Apparatur: Liste over reagenser: METODE:...18 Praktisk udførelse for normal procedure:

6 Klargøring af reagenser m.m. til oprensning på Hamilton robot (serum-, rutine-, og børne-prøver): Prøve oprensning på Hamilton Star Plus Robot: Klargøring af LC-MS/MS: rene opløsninger a. Præanalyse Fremstilling af prøver opløst i rene opløsninger: b.analyse c. Postanalyse/resultatvurdering Serum prøver a.præanalyse Fortynding af epimer Skema over indhold af serumprøver til del b. Analyse c. Postanalyse/resultatvurdering Rutineprøver a. præanalyse b. Analyse c. Postanalyse/resultatvurdering Børneprøver a. præanalyse b. Analyse c.postanalyse/resultatvurdering RESULTATER rene opløsninger b.analyse c. Postanalyse/resultatvurdering Serum opløsninger b. Analyse c. Postanalyse/resultatvurdering Rutineprøver b. Analyse c. Postanalyse/resultatvurdering Børneprøver b. Analyse c. Postanalyse/resultatvurdering DISKUSSION rene opløsninger Alle prøver blev behandlet ens præanalytisk b. Analyse rene opløsninger c. Postanalyse/resultatvurdering rene opløsninger Serum opløsninger

7 a. Præanalyse - serumopløsninger b.analyse - serumopløsninger c. Postanalyse/resultatvurdering - serumopløsninger Rutineprøver b. Analyse - Rutineprøver c. Postanalyse/resultatvurdering - Rutineprøver: Børneprøver - Rutineprøver Præanalyse - børneprøver b.analyse - børneprøver c. Postanalyse/resultatvurdering Børneprøver KONKLUSION...49 PERSPEKTIVERING: REFERENCER: BILAG 1 PRØVER OPLØST I SOLVENT B BILAG 2 - NY KOLONNE FORSKELLIGE METODER: BILAG 3 BILAG FOR OPRENSNING PÅ HAMILTON STARPLUS ROBOT OG KLARGØRING TIL ANALYSE PÅ LC-MS/MS BILAG 4 LINEARITET VITAMIN-D3: BILAG 5 ANALYSE AF PATIENTPRØVER FRA NY PROTOKOL BILAG 6: RÅDATA FOR PATIENTPRØVER D2 OG D3 VIA EKSISTERENDE PROTOKOL, FRA QUANLYNX BEREGNINGSPROGRAM BILAG 7- RÅDATA FOR PATIENTPRØVER D2, D3, EPI VIA NY PROTOKOL, FRA QUANLYNX BEREGNINGSPROGRAM Forkortelser: epi = epimer UPLC = Ultra Performance Liquid Chromatography RIA= radioimmunanalyse LC-MS/MS = Liquid Chromatography Mass Spectrometry / Mass Spectrometry CLIA = Kemiluminescens immunoassay Derudover bruges ordet vitamin-d3 senere i opgaven, i stedet for 25(OH)-vitamin-D3.Det samme gælder 3-epi-25(OH)-D3 som kaldes for epimer fra metodeafsnittet til diskussionen. 7

8 Introduktion Vitamin-D har inden for det sidste årti fået større opmærksomhed i det kliniske, da dette prohormon bliver koblet sammen med flere psykiske såvel som fysiske sygdomme, såsom depression, diabetes type 1 og cancer. [1] [2] [6]. Epimeren for vitamin-d er et molekyle der minder om vitamin-d3 molekylet. Det har endnu ikke været muligt at finde frem til epimerens fysiologiske virkning. Da epimeren er blevet detekteret i humant serum, vil det være en fordel med en protokol der kan separere og kvantificere epimeren. Kemisk betegnet er en epimer et non-mirror billede, som kun afviger med et stereogent center i forhold til søstermolekylet. I dette tilfælde vil det komme til udtryk i, at en hydroxy-gruppe sidder i en anderledes position i vitamin-d3 molekylet.[1] [2]. Denne lille ændring af morfologien resulterer i, at molekylet ikke virker på samme måde som den oprindelige vitamin-d3 metabolit [7]. Når der bestilles en vitamin-d3 analyse på en patient med denne epimer i kroppen, vil denne epimer give falsk forhøjede værdier (op til 25 %), da molekylevægt, ladning, ionisering, med mere, er det samme for både metabolit og epimer [1]. Det kan resultere i at raske patienter risikerer at bliver diagnosticeret syge, eller omvendt [1] [2]. (C-3 Epimerization of Vitamin D3 Metabolites and Further Metabolism of C-3 Epimers) Figur 1:øverst til højre: 1a,25(OH)2D3 som syntetiseres i nyrerne og dennes epimer 3-epi- 1a,25(OH)2D3(nederst til venstre), som man formoder er dannet samme sted. Øverst i midten: 25(OH)D3 som syntetiseres i leveren og dennes epimer (neders i midten). Øverst til venstre: 45,25(OH)2(D)3, som er den aktive form af vitamin-d3 og dennes epimer (nederst til venstre). Forskellen mellem de øverste er en hydroxylering af molekylet, mens forskellen på et stod og dennes epimer er en hydroxylgruppe der sidder anderledes på molekylet. 8

9 Man har indtil for nyligt ment, at 3-epi-25-hydroxy-D3, som er den mest forekommende epimer i blodet hos voksne, kun fandtes i små børn og dermed kun havde effekt på celle-differentiation. Flere studier viser, at denne epimer er til stede i et antal voksne mennesker, så det kan ikke udelukkes at 3-epi-25-hydroxy-D3, kan have andre funktioner i kroppen, eller i værste tilfælde en mindre eller modsat effekt af 25-hydroxy-D3 [1] [2]. Epimeradskillelsen er ikke en rutine analyse i afdelingen KB3011. Da der ikke kunne findes litteratur på, at epimer-adskillelsen bruges diagnostisk, men kun på forskningsniveau, må det derfor antages, at epimeradskillelsen heller ikke foretages i resten af Danmark og heller ikke i Europa. Detektion af 25(OH)-Vitamin-D2 & 25(OH)-Vitamin-D3: Der bruges forskellige metoder til at detektere vitamin D. De 2 mest brugte, er Immunoassay metoder og kromatografiske metoder. Analyseprincippet bag immunoassay er at måle den samlede mængde vitamin D, der cirkulerer i blodet (D2+D3, samlet), ved at bruge en antistof agonist rettet mod vitamin-d. RIA og CLIA er de mest anvendte immunoassay metoder [8]. Den anden klinisk anvendte metode til detektion af vitamin-d er kromatografiske metoder, der separerer disse 2 analytter (D2+D3) og deres epimerer, i forhold til deres kemiske egenskaber og dermed kan måle dem separat i form af 25(OH)D2 og 25(OH)D3. Her nævnes HPLC-MS/MS og UPLC-MS/MS, som måler de nævnte analytter mere eksakt. Fælles betegnes de LC/MS-MS [8]. På KBA 3011 bruges UPLC-MS/MS (Ultra Performance Liquid Chromatography Mass spectometry / Mass spectometry) til analyse af vitamin-d. Det skal nævnes at den eneste af de 2 nævnte metoder, der kan kvantificere epimeren er de kromatografiske metoder [1] [5] [10] [11]. UPLC-MS/MS kan ydermere separere vitamin-d3 fra dennes epimer, ved brug af den rette kolonne og passende gradient til den metode der skal anvendes. Hvis det kan påvises, at denne epimer og andre interfererer med resultatet for vitamin-d3 hos voksne, og man samtidig kan trække interferensen (den mængde detekteret epimer, som under den eksisterende protokol blev påvist som vitamin-d3) fra vha. LC-MS/MS, ville dette give et mere præcist resultat på den reelle viamin-d3 koncentration [1] [2] [9]. Tabel 1: vægten af henholdsvis D2, D3 og epi Komponent Molvægt Masse overgang (moderion - datterion) 25-OH Vitamin D2-412,7 413, OH Vitamin D3-400,7 401,4 159,1 [2H6]-25OH Vitamin D3-406,7 407,4 159,1 9

10 Da vitamin-d er fedtopløseligt, bindes det til transportproteiner, for at kunne cirkulere i blodet. Derfor er der brug for en proteinfældning af de omkringliggende proteiner, på Hamilton STAR Plus robot (reagenser mm. i afsnittet om reagenser for neden). Når prøven er tilsat reagenser, Intern Standard, frigjort fra bindingsproteinerne og overført til Hamilton StarPlus kolonnen (SPE polymer omvendt fase), vil blandt andet vitamin-d binde sig til kolonnen og resten vaskes væk. Efter skylning af kolonnen vil de stoffer der sidder fast på kolonnen elueres. På den måde sikres at kun det produkt der er brug for til analyse, ekstraheres. Derfra laves der en kromatografi, som foregår på Waters UPLC-MS/MS [4]. På UPLC adskilles komponenterne og overføres til massespektrometeret, som fordamper væsken og ioniserer molekylerne. I forhold til molekylets intramolekylære bindinger og karakteristika fragmentenseres stofferne. I massefiltret (MS 1) udvælges de stoffer der skal måles. Ved det andet massefilter (MS 2) udvælges datterionerne for det givne stof. Identifikation af et stof sker ved undersøgelse af ladning, masse mm. [4] [8] Kolonne: Kolonnen betragtes som hjertet af LC-MS/MS apparatet. Det er den mest sensitive del af apparaturet, også mht. problemer med analysen. Det er derfor vigtigt, at være forsigtig med behandlingen af kolonnen og derudover udvælge den solventsammensætning, som passer bedst til separation af de stoffer man har brug for [11] [12] [13]. Der er mange faktorer der indvirker i kolonnens udførelse af separation. Blandt andre PH, tryk, temperatur, solvent typer og buffertyper. Alle disse faktorer skal tilpasses, i forhold til de stoffer der skal separeres på kolonnen [11] [12]. Den kolonne der bruges til den eksisterende vitamin-d3 metode er en C18 kolonne. En C18 kolonne har kun 1 måde at binde stoffer på og det er hydrofobisk interaktion. En C18 kolonne er opbygget af hydrofobisk matrix, indeholdende sfæriske cilica-perler (3-5 mikron store). Disse perler har octadecangrupper (C18) bundet til overfladen vha. kovalente bindinger. Disse C18 grupper er meget hydrofobiske og kan derfor binde til vitamin-d molekylet. C18 kolonnen bruger omvendt-fase kromatografi. Omvendt-fase kromatografi indebærer at molekylerne bliver adskilt ud fra deres interaktion med de polære cilica- perler. Dette skal ske vha. en ikke-polær solvent til at eluere stofferne med. Den pumpe der er sat til systemet pumper vha. dens solventsammensætning stofferne der skal separeres ind i kolonnen, hvor de binder til C18 10

11 grupperne. Strømmen af solvent fortsætter til alle molekyler, der ikke kan binde til C18 grupperne er skyllet væk [11] [12] [13]. Det er sammensætningen af de 2 solventer der løber igennem kolonnen, som bestemmer hvilket stof der skal eluere før det andet. Når den procentuelle blanding af Solvent A og Solvent B er lig med eller overstiger ikke-polariteten for bindingen mellem molekylet og C18-grupperne, vil molekylet eluere ud af kolonnen via bufferen til det givne tidspunkt. På den måde vil stofferne elueres individuelt i forhold til deres polaritet og dermed producere et udslag på det givne tidspunkt. Vha. detektoren vil de udslag kunne genereres grafisk i et kromatogram, på den tid de bliver skyllet ud af kolonnen. På kromatografiens Y-akse vises signalet forårsaget af det molekyle som er skyllet ud af kolonnen. Dette signal er proportionelt med koncentrationen af det givne stof. På x-aksen er tiden efter injektionen af stoffet vist. Dvs. at tiden starter når gradienten på kolonnen er begyndt sin eluering [12] [13]. For PFP kolonnen, er der 4 mulige bindingsmekanismer, grundet den anderledes opbygning af kolonnen. Dette gør det lettere for kolonnen at adskille stoffer der minder om hinanden, såsom epimerer og isomerer. De 4 bindingsmekanismer er hydrogenbindinger, Dipol-dipol bindinger, aromatiske bindinger og hydrofobisk interaktion [11]. Når man bruger en kolonne for første gang, skal kolonnen ekvilibreres. Dvs. at kolonnen skal tilsluttes apparatet og skylles igennem med det opløsningsmiddel, der skal bruges til ens analyse. Kolonnen skylles igennem for at fjerne eventuelle støvpartikler, silica-perler der er gået løs og også luft som sidder i kolonnen. Kolonnen får typisk lov til at ekvilibrere natten over [12]. Gradient: Da kolonnen skal bruge en gradient af solventer der skylles igennem kolonnen under analyse af prøver, satte det den udfordring, at finde den rette gradient til vores nye metode. Vi kunne ikke samle inspiration andre steder end i få artikler [1] [10] [11]. I 2 af disse artikler lykkedes at separere epimer fra Vitamin-D3 ved at regulere i gradienten mellem vand og organisk middel i spektrometeret, men dog kun på forsknings niveau og ikke på diagnostisk niveau. Rutineanalysen (vitamin-d3) bruger en isokratisk gradient. Dette betyder at elueringen af henholdsvis vand og solvent sker uændret gennem hele analysen. Afdelingen på KB3011 har ladet sig inspirere af Vejle Sygehus isokratiske gradient, da denne virker i praksis. Til vores analyse, kan 11

12 denne isokratiske gradient ikke bruges, da denne forårsager en ufuldstændig adskillelse af Vitamin- D3 fra epimer (eksempel kan ses under resultater). Tabel 2: gradient for eksisterende metode som bruger isokratisk gradient (4). Tid Flow % A % B (min.) Rate 1. Initial På tabel 1 ses den isokratiske gradients eluering af henholdsvis Solvent A og solvent B, på de givne tidspunkter. Denne konstante eluering af henholdsvis Solvent A og Solvent B (25 % solvent A og 75 % Solvent B) forventes,at eluere Vitamin-D3 og epimer inden 2 minutter, dvs. inden trin 3 i tabellen. Bemærk at 0,1 min på apparaturet = 6 sekunder Vi ledte i litteraturen efter gradienter der kunne bruges og fandt denne gradient fra ABSCIEX artiklen, som vi besluttede at afprøve [10]. Tabel 3 Figur 2 Tid (min.) Flow % A % B Rate Solvent B (%) Gradient BA projekt separation af D3 og epi-d3 ved LC-MS/MS Tid (min.) Til vestre ses en graf der viser koncentrationerne af henholdsvis solvent A og solvent B gennem LC- MS/MS systemet, på de givne tidspunkter. Til Højre ses en skematisk tegning af grafen, fra tiden 0 minutter til tiden 6 minutter. 12

13 Denne gradient kunne ifølge artiklen adskille vitanin-d3 fra dennes epimer. Denne metode varer 6 minutter, i modsætning til den eksisterende metode, som varer 3 minutter. Adskillelsen forventes at ske mellem 3,5-3,9 minutter (3 minutter og 30 sek 3 minutter 54 sek). Denne gradvist stigende eluering af Solvent B vil, i det første udslag, udskille vitamin-d3, dernæst epimeren, og derimellem adskillelsen af vitamin-d2 (se figur 3 i [10]). Fremstilling af Bedlayout: Før analyse af prøver skal der fremstilles et bedlayout. Et bedlayout er softwarens opsætningsprogram. Via dette bedlayout ved udstyret hvilke indstillinger af de forskellige parametre, der skal vælges. Derudover ved udstyret hvilken brønd i pladen det skal suge op for hver prøve og andre indstillinger. Figur 3: Eksempel på bedlayout Figur 3:Her ses eksempel på Bedlayout som skal fremstilles for hver analyseserie. Dette bedlayout er analyseserie Læg mærke til, at ændring af Inlet File ved den givne prøve afgør hvilken gradient der skal bruges til denne prøve. Bedlayoutet viser fra venstre prøvens nummer, navn, MS fil (bestemmer hvilken kolonne, temperatur, flow mm.), Inlet Fil (bestemmer hvilken gradient mm.), hvilken brønd i pladen materialet skal suges op fra, Inject Volume. Problemformulering: Hvordan adskilles vitamin-d3 fra epimeren til diagnostisk brug på LC-MS/MS og samtidig bevare eksisterende solventer, opresningsteknik? 13

14 Metodevalg/Undersøgelsesdesign: Da dette projekt skal komme så tæt på en metodevalidering som overhovedet muligt, samtidigt med at ingen har foretaget dette projekt før os, skal der først findes en metode der separerer epimeren. Så kvalitetssikres protokollen. Derefter analyseres patientprøver og børneprøver i forhold til den nye protokol.. Projektet er derfor delt op i 4 dele, fra metode afsnittet og til diskussionen. Første del går på at teste den eksisterende metode overfor den nye metode på rene opløsninger, hvor der er tilsat kendte koncentrationer af vitamin-d2, vitamin-d3 og epimeren. Dette eksperiment blev foretaget for at finde de rette betingelser, for en fuldstændig adskillelse af epimeren fra vitamin-d3. Når der er fundet en ny protokol, optimeres denne protokol. Optimering sker ved ændring af kolonnetemperatur, flow og andre faktorer som influerer i analysen. Når den rette metode er fundet og optimeret, vil del 2 gå ud på, at foretage samme eksperiment, med kendte opløsninger, men opløst i serum i stedet (se metode afsnit, serumpool). Eksperimentet foretages, for at simulere en gennemsnitlig patientprøve, med kendte værdier af de 3 analytter. Derudover foretages analyse til beregning af linearitetsanalysen, præcisionsanalysen og kolonneusikkerheden. Del 3 består af analyse af rutine patientprøver, som rutinemæssigt er bestilt til afdelingen (alder: >1 år). Dette foretages for at se om den nye metode adskiller epimer fra vitamin-d3 i patientprøver, og for at se hvor meget epimer patienter har i forhold til det litteraturen anslår [1] [9]. Derudover foretages eksperimentet med henblik på sammenligning af eksisterende metode overfor ny metode. Del 4 består af at analysere børneprøver (alder 0-1 år), for at se hvor meget epimer der findes hos børn, og for at sikre at finde patientprøver med epimeren i, hvis epimeren ikke findes i rutine patientprøver, da litteraturen anslår at epimeren hovedsagligt findes i spædbørn [1] [9]. Formålet med de 4 dele er, at finde ud af om den nye metode kan erstatte den eksisterende metode på afdelingen KB3011. Bioanalytikerne på afdelingen kan bruge dette projekt som startskud for udførelse af en valideringsanalyse for den nyudviklede metode [1]. Valg af statistiske metoder: Da første del af projektet handler om at finde den rette metode til separering af vitamin-d og epimer, er der ikke brug for statistiske beregninger. Man skal være opmærksom på, at hvis to prøver 14

15 sammenlignes mellem de metoder der er testet, må responset for Intern Standard for de 2 kromatogrammer der skal sammenlignes, ikke afvige mere end 50 % fra hinanden. Ved anden del af projektet er den nye metode fundet og derfor bruges beskrivende statistik (det samme gælder for del 3 og 4). Derfor skal lineariteten findes. Lineariteten findes ved at, (efter sikring af at responserne for alle prøver ligger tæt på hinanden) finde x-middel, SD og CV % for de målte koncentrationer. Derefter fremstilles et xy-plot, hvor målte koncentrationer sættes overfor beregnede koncentrationer. Der fremstilles ét xy-plot for både de lave koncentrationer (0-20 nmol/l epimer) og for de høje koncentrationer ( nmol/l epimer). Derudover beregnes den analytiske variation ud fra CV % i det måleområde, som har relevans i forhold til rutineanalysen. 3. del af projektet sammenligner rutinepatientprøver mellem ny metode og eksisterende metode, dvs. om den nye metode kan erstatte den eksisterende metode i rutinen på afdelingen KB3011. Hvis der er overensstemmelse mellem responserne for de 2 metoder for den enkelte komponent i samme måleområde, kan de to metoder sammenlignes. Da det er parrede tal der arbejdes med, fremstilles en t-test for at sammenligne metoderne. Signifikansniveauet for t-testen sættes til 0,05, dvs. der er 5 % risiko for at forkaste hypotesen på forkert grundlag. Derudover fremstilles en lineær regression, hvor de beregnede koncentrationer for ny metode sættes overfor koncentrationer for eksisterende metode, for at finde korrelationskoefficienten og ligningen for sammenligningen af metoderne. Den eksisterende metode betragtes som den sande værdi, da vi ikke går ud fra der er epimer i voksenpatientprøver [15]. Derefter fremstilles et differensplot for at visualisere de eventuelle forskydninger der ikke ses på den lineære regression. Differensplottet giver mulighed for at se hvordan fordelingen af differenser fordeles omkring 0-linjen. Jo længere differenserne ligger fra 0-linjen, desto større er forskellen mellem metoderne. Derudover giver differensplottet muligheden for at observere om forskellen ændrer sig i forskellige koncentrationer. Dette kan foretages for at se om forskellen skyldes systematiske fejl [15]. Til sidst fremstilles en Deming regression. Deming regression tager højde for forskelle på begge metoder, i modsætningen til lineær regression som har én af metoderne som referencemetode. Dette bliver foretaget ved Deming linjen, som skal ligge så tæt op ad identiteslinjen. Jo længere Deming linjen ligger fra identitetslinjen, desto større er forskellen. Hvis Deming linjen hælder til den ene side, siger det noget om, at den ene metode konsekvent måler konsekvent højere end den anden [15]. 15

16 Del 4 sammenligninger børneprøver (alder 0-1 år). Her vil analyse af børneprøverne på eksisterende protokol, sammenlignes med børneprøverne på ny protokol. Det antages, med henvisning til litteraturen, at der er epimer i spædbørneprøverne og dermed er den nye metode referencemetoden, eller den sande værdi. Da den nye metode kan adskille epimeren og der samtidig er fundet epimer i spædbørneprøverne, vil en t-test vise uoverensstemmelse mellem metoderne. Derfor er der ingen grund til at foretage t-testen. Der er igen tale om parrede tal, derfor fremstilles lineær regression, difference plot og Deming regression, som beskrevet foroven [15]. Materialer og metoder: Materialer: Prøvemateriale: Del 1: kendte koncentrationer af prøver i rene opløsninger. Opløsningsmidlet er Solvent B. LC- MS/MS apparatet bruger mest Solvent B, til at skylle kolonnen med. Del 2: kendte koncentrationer af prøver i serum opløsninger fra serumpool. Del 3: serum fra patienter, med minimumsmængde på 400 µl pr. prøve. Del 4: serum fra børneprøver (alder 0-1 år). Prøverne er fra Rigshospitalets genetiske afdeling som gav os lov til at bruge resterne af deres spædbørnsprøver. Holdbarhed: En serumprøve holder 8 timer ved rumtemperatur, inden centrifugering og i 1 døgn efter centrifugering. 5 døgn ved 2-8 C, afpipetteret, eller på gel og 6 måneder ved <-20 C hvis afpipetteret [4] [5]. Derudover skal der bruges børneprøver, som skal bruges til at vise denne epimer, da man via litteraturen ved at den findes i spædbørn [9]. Kolonne: Eksisterende kolonne: Phenomenex Kinetex 2,6µm C18 100A. 100 x 2.1 mm. Part nr.00d-4462-an 16

17 Ny kolonne: Phenomenex kinetix 2,6 um (mikro meter) PFP, 100*2,1 mm part num: 00D-4477AN [4] [9]. Kalibrator: Serum Calibration Standard 25-OH-Vitamin D2/D3 (fremstilles efter analyse vejledning for vitamin-d) [4] Kontroller: Normal Kontrol D2/D3/Epimer Høj Kontrol D2/D3/Epimer Lav Kontrol D2/D3/Epimer Opbevaring for de 3 kontroller: Mørkt ved 20 C Holdbarhed angivet på flasken, må dog ikke overstige 24 mdr. Leveres frysetørret - skal rekonstitueres i Type I H2O For fremstilling og andet info - se analysevejl. For vitamin-d [4] Intern standard Intern standard [2H6]-25OH Vitamin D3 + epimer For holdbarhed, fremstilling og mærkning, se analysevejl.for vit-d Dueteret 25(OH)-D3 (forskellig ladning og masse fra analytten), som bruges til at kompencere for tab af analyt ved oprensning. Der vil i kromatogrammet ses, 2 forskellige toppe for henholdsvis analyt(ter) og intern standard [4] [5]. Apparatur: Hamilton ML STARline prøveforberedelsesrobot til opsrensing af prøvemateriale. Waters ACQUITY TQD Tandem Quadrupole UPLC/MS/MS System bestående af : 1. LC-del: Waters ACQUITY UPLC System 2. MSMS-del: ACQUITY TQD Tandem Quadrupole (Triplequadro) Quartro Centrifuge: Eppendorf 5810 R og Eppendorf 5804 Heat Sealer Folie-ark til forsegling: Peel-it-Lite (selvklæbende folio), Eppendorf order nr:

18 (AH Diagnostic) Folie-ark til forsegling Peel Seal (100 stk hvis folio) Folie-ark til forsegling: Pierc-it-Lite (100 thermo-sealing folio), Eppendorf order nr: (AH Diagnostic) DWP Firkant Mikrotiterplade Masterblok 2 ml firkantet hul, 96 well, polypropylen, rød. Greiner katalog nr eller ufarvet katalog nr Forhandler: In Vitro. DWP Rund Mikrotiterplade Masterblok 1 ml rundt hul, 96 well, polypropylen, ufarvet. Greiner katalog nr Forhandler: In Vitro Hamilton Pipettespidser CO-RE Tip, without Filter, 1000 µl. Part nr ( 1 box á 3840 spidser) Glasviles til analyser med rene opløsninger Hamilton Reagent Container 1T 120 ml. Reagens beholder 120 ml (12 stk) Katalog nr Solvent flasker (0,5 og 1 liter Blue Cap / eller tilsvarende) Rysteapparat til mikrotiterplader: MixMate 5353 fra eppendorf [4] [5] Liste over reagenser: Reagenser til Hamilton SPE oprensning: SPE A2, SPE A3, SPE B1, SPE B2 LC-MS/MS: solvent A & B, Purge Seal Weak Wash UPLC, Strong Wash, Methanol 99,9% LC- MS Chromasolv, Acetonitril 2-Propanol 25% Ammoniak opløsning, Myresyre pursiss p.a. additive for LC-MS (solventfremstilling) 50 ml, Ammonium acetat min. 99%, Type I H2O, Vitamin D2 til tuning af udstyr Stamopl. Tune D2 (48,4 µmol/l), Vitamin D2-20 µmol/l Brugsopl. Tune D2, Vitamin D3 til tuning af udstyr Stamopl. Tune D3, Vitamin D3-20 µmol/l Brugsopl. Tune D3, 96 brønds mikrotiter plade. (se analysevejl. For vit-d). Gasser: Nitrogen, argon Metode: Metodeafsnittet starter med fremvisning af den procedure alle prøver skal gennemgå i projektet. Derefter deles metodeafsnittet op i 4 dele (rene opløsninger, serumopløsninger, rutineprøver og børneprøver), som hver især er opdelt i 3 dele (præanalyse, analyse og postanalyse). Præanalysen beskriver arbejdsprocessen før selve analysen. Analyse delen redegør for analysen og de tilhørende prøver. Postanalysen illustrerer hvad der gøres efter selve analysen. 18

19 Praktisk udførelse for normal procedure: Første skridt, når prøverne er modtaget, er oprensning af prøver ved hjælp af Hamilton robot (dog ikke prøver opløst i opløsningsmidler). Prøveliste overføres fra Hamilton softwareprogram til Masslynx softwareprogram (UPLC-MS/MS), vha. et USB- stik. Prøver analyseres derefter på UPLC-MS/MS. Kvantifikation af prøver sker ved hjælp af Quanlynx softwareprogram. I rutinen på KB3011 kontrolleres og overføres resultaterne fra Quanlynx til Labka. Klargøring af reagenser m.m. til oprensning på Hamilton robot (serum-, rutine-, og børneprøver): Solventer til Hamilton robotten fremstilles. Apparatet klargøres. Kontroller og kalibrator gøres klar og stilles i de positioner der er nævnt i Bilag 3. Placér 96 brønds racket i robotten. For flere detaljer se Bilag 3 for oprensning på Hamilton Star Plus robot og klargøring til analyse på LC-MS/MS. Prøve oprensning på Hamilton Star Plus Robot: Behandling af rack før og efter centrifugering og opsætning af rack, samt instruks i brug af softwaren - se Bilag 3 for oprensning på Hamilton Star Plus robot og klargøring til analyse på LC- MS/MS. Plader der har været opbevaret i køleskab, eller fryser skal blandes på rysteapparat 1 2 minut, inden de analyseres på UPLC-MS/MS. Klargøring af LC-MS/MS: Klargøring af reagenser til LC-MS/MS og software instruktion ses på Bilag 3 for oprensning på Hamilton Star Plus robot og klargøring til analyse på LC-MS/MS. 1. rene opløsninger a. Præanalyse Til første deløvelse med rene opløsninger er formålet at finde den metode der separerer 25(OH)D3 fra sin epimer 3-Epi-25(OH)D3. Først testes eksisterende metode på den eksisterende kolonne (eksisterende protokol), for at eftervise at hverken metoden eller kolonne kan adskille disse 2 analytter. Dernæst analyseres prøverne ved brug af ny metode på den eksisterende kolonne for at se 19

20 om dette er nok til adskillelse af analytterne. Til sidst analyseres prøver fra ny metode på den nye kolonne (ny protokol). Gradienten for denne metode er fundet i Explore Luna PFP fra Phenominex artiklen [11]. Når den metode, der bedst separerer de førnævnte analytter er fundet, gælder det om at optimere metoden, således at, vi har den optimale metode til separation af vitamin-d3 og epimeren.. I første del belyses analyse af prøver opløst i rene opløsningsmidler. Da vi helst skal opløse prøverne i samme opløsningsmiddel, som bruges til at skylle gennem LC-MS/MS apparatet, bruges Solvent B som opløsningsmiddel. Da der i første omgang kun arbejdes med solvent opløsninger, kræver det ikke oprensning af prøverne på Hamilton StarPlus Robotten, som man ellers skal med serum prøver. Derfor kan disse prøver efter fremstilling analyseres direkte på LC-MS/MS apparatet. Fremstilling af prøver opløst i rene opløsninger: For at vise, at den eksisterende metode og dennes kolonne ikke adskiller Vitamin-D3 fra sin epimer, og afprøve forskellige gradienter på apparaturet, fremstilles 12 glas med forskellige koncentrationer af vitamin-d3 og epimer. Formålet er først at undersøge hvilke gradienter der kan adskille vitamin- D3 fra epimeren. Dernæst om tilsatte koncentrationer stemmer overens med udstyrets målte værdier. Tabel 4: Liste over prøver analyseret i del 1 af projektet Prøve nr. Solvent B 5uM D3 opl. 100uM epi-opl. (stamopl.) Koncentration Navn/gruppe 1 blindprøve 1000 ul nmol/l Ren opl. Epi 2* 1999 ul 100 nmol/l D3 1 ul 50 nmol/l Ren opl. Epi ul 100 nmol/l D3 2 ul 200 nmol/l Ren opl. Epi ul 100 nmol/l D3 3 ul 300 nmol/l Ren opl. Epi ul 100 nmol/l D3 5 ul 500 nmol/l Ren opl. Epi ul 100 nmol/l D3 7 ul 700 nmol/l Ren opl. Epi ul 100 nmol/l D3 9 ul 900 nmol/l Ren opl. Epi ul 100 nmol/l D3 10 ul 1000 nmol/l Ren opl. Epi ul 200 ul nmol/l Ren opl. D ul 20 ul nmol/l Ren opl. D ul 160 ul 2 ul 800/200nmol/L Blandet D3/epi ul 40 ul 8 ul 200/800nmol/L Blandet D3/epi Tabel 4 Skema over indhold i de forskellige prøver 20

21 * Da det ikke er muligt at afpipettere 0,5 ul epimer stamopløsning, laves fortyndingen med et samlet volumen på 2 ml, hvorefter 1 ml afpipetteres over i glasset til analyse b.analyse Som det første, fremstilles et bedlayout til prøverne, i softwaren til LC-MS/MS apparatet, som hedder Masslynx. Det er vigtigt at hvis apparatet skal måle høje koncentrationer, at der analyseres 2-3 blanke prøver mellem de prøver med høje epimer og vitamin-d3 koncentrationer. Blanke prøver består af Solvent B, da prøverne er opløst i solvent B. Disse prøver skyller apparatet igennem, især efter analyse af høje koncentrationer (200 nmol/l og opefter). Figur 4: eksempel på Bedlayout Figur 4: Masslynx softwareprogrammet bruges til fremstilling af bedlayout, hvor de forskellige parametre såsom Inlet fil, MS fil og prøvens/brøndens position på pladen udvælges for hver prøve. c. Postanalyse/resultatvurdering Efter analysen defineres arealerne på udslagene på kromatogrammerne vha. softwareprogrammet Quanlynx. Softwaren omsætter arealerne for udslagene fra areal til koncentration ved at sammenligne arealet af udslaget med arealet af den interne standard vha. et beregningsprogram. Den interne standard er et kendt areal for softwaren. I denne del bruger vi ikke den målte koncentration til noget, da det i første omgang skal undesøges om de afprøvede gradienter og kolonner kan adskille vitamin-d3 fra epimer, og ikke hvor godt metoderne kan måle. I denne del sammenlignes kromatogrammerne for de forskellige metoder der eksperimenteres med. Den metode der bedst kan adskille vitamin-d3 fra epimeren, er den metode der betragtes som den nye metode. Efter at have analyseret på rene opløsninger, er der fundet den rette protokol til separation af vitamin-d3 og epimeren. Næste deleksperiment er at afprøve metoden i serum opløsninger. Eksperiment med kendte værdier af vitamin-d2, vitamin-d3 og epimer, vil klargøre hvorvidt epimeren og vitamin-d3 kan adskilles i serumprøver. 21

22 2. Serum prøver a.præanalyse Serumpool til eksperiment med serumopløsninger: Til alle de delforsøg der involverer serum som opløsningsmiddel, er der brug for humant blod, som bruges, for at simulere gennemsnitligt patientblod. Vi fandt frem til, at 30 patientprøver var nok til brug for alle vores delforsøg. Prøverne blev indsamlet, frosset ned til -20 o C, så de var klar til pooling, optøet, centrifugeret og afpipetteret i ét måleglas. Efter blanding blev glassene afpipetteret i små 2 ml glas og nedfrosset til -20 o C. Fortynding af epimer Da epimeren havde for høj koncentration ( nmol/l), fortyndede vi en mængde så vi havde en koncentration på 800 nmol/l. Ud fra stamopløsningen har vi nu 10 ml fortyndet epimer, som vi kan operere med og dermed formindske spild af epimer, da denne er kostbar. Skema over indhold af serumprøver til del 2 Til dette delforsøg havde vi brug for 8 ml serum. Vi tog derfor 4 ml serum ud af fryseren og lod dem optø til stuetemperatur. Da vi gerne vil sikre os, at udstyret måler korrekt når vi analyserer med vores nye metode, opstilles der 8 glas med følgende kendte koncentrationer: Tabel 4: skema indhold og koncentration af brugte prøver for del 2 i projektet koncentration nmol/l prøve navn Indhold (beregnet) L1 nulprøve kun serum 0 nmol/l L2 500 ul L ul serum 5 nmol/l L3 1 ul epi ul serum 10 nmol/l L4 500 ul L ul L4 15 nmol/l L5 1 ul epi ul serum 20 nmol/l L6 1 ul epi ul serum 40 nmol/l L7 1 ul epi ul serum 80 nmol/l L8 1 ul epi ul serum 100 nmol/l L1 L8 som er de prøver, der er spiket med epimer med henholdsvis, 0/5/10/15/20/40/80 og 100 nmol/l. 22

23 Efter oprensning på Hamilton ML STARline for at acetonitril-fælde proteinerne, via fastfaseekstraktion (Waters Oasis HLB system) og måling på Waters ACQUITY TQD Tandem Quadrupole UPLC/MS/MS. L2-L5 blev analyseret 9 gange, efter aftale med afdelingen, om kun at analysere lineariteten på det lave område (5-20 nmol/l), da den forventede koncentration af epimer i rutineprøver er i den lave ende. L1 fungerer som en 0- prøve. Dvs. at resultatet af dennes koncentration på Waters apparatet trækkes fra resultatet af koncentrationerne L2-L8. Disse glas behandles som rutineprøver, dvs. fældes og tilsættes Intern Standard og kalibrator (se afsnit om metodevalg). Derudover skal der for hvert analysehold der skal analyseres på LC-MS/MS, tilføres 1 kalibrator og 3 kontroller i starten og i slutningen af serien [10]. For at kunne analysere prøverne skal der fremstilles et bedlayout til prøverne i softwaren til LC- MS/MS apparatet, som hedder Masslynx. b. Analyse Når bedlayoutet er fremstillet så skal den metode der skal bruges, loades på apparatets software for at indstille de faktorer der gælder for den pågældende metode. De faktorer der gælder for den pågældende metode, blandt andet kolonnevalg, gradient, temperatur, flow. Derudover skal prøvepladen sættes ind i apparatets plade rack. Ud fra bedlayoutet ved apparatet hvilken brønd den skal tage prøvemateriale fra. Eksempel på et bedlayout kan ses i resultatafsnittet. c. Postanalyse/resultatvurdering Efter analysen vurderes responserne for alle prøver. Ifølge KB3011 s valideringsrapport, må responset for den tilsatte Intern Standard til hver enkelt prøve, ikke afvige mere end 50 % fra ny metode til eksisterende metode. Hvis der er et respons der afviger mere end 50 % kan man ikke regne med resultatet af den enkelte prøve [4]. Efter denne analyse skal alle resultater for det fremstillede bedlayout beregnes med software programmet Quanlynx. I dette beregningsprogram skal der for hvert udslag manuelt lægges det areal der skal beregnes. Disse linjer, som afgrænser udslagets areal, skal lægges ens for alle prøver i 23

24 samme analyseserie. Derefter gemmes både screenshots af kromatogrammerne som dokumentation, bedlayouts for analyseserierne og Excel dokumenter af udregningerne fra Quanlynx. De datasæt på Excel, som fremstilles af alle analyser, separeres således at der kan gøres klar til beregning blandt andet af linearitet, xy-plot og analytisk variation. 3. Rutineprøver a. præanalyse De prøver der rekvireres til afdelingen KB3011 til rutineanalysen med henblik på et 25(OH)D3 resultat på LC-MS/MS, analyseres efterfølgende via ny protokol (protokol = ny PFP kolonne + ny metode, inklusiv gradient, temperatur, mm.). Da disse prøver bliver oprenset på Hamilton robotten under rutineanalysen, behøver vi ikke at foretage dette. Der henvises til 2a præanalyse b. Analyse Til dette eksperiment bruges det bedlayout der er fremstillet af bioanalytikerne for resultater på eksisterende protokol. Disse prøver er analyseret på eksisterende protokol. Til analyseserierne for den nye protokol, der skal analyseres på PFP kolonnen, fremstilles 3 bedlayouts for hver analyseserie (rutineprøverne er indsamlet over 3 omgange, over en periode på 6 uger). Indstillingerne for analyse på eksisterende metode loades først, da denne metode bruger 35 o C, som optimal kolonnetemperatur. Efter analyse af prøver på eksisterende protokol, loades indstillingerne for ny metode, Denne metode bruger 25 o C som optimal temperatur. c. Postanalyse/resultatvurdering Resultater for både eksisterende metode og ny metode for alle de fremstillede bedlayouts, beregnes med software programmet Quanlynx. I dette beregningsprogram skal der for hvert udslag manuelt lægges det areal der skal beregnes. Disse linjer, som afgrænser udslagets areal, skal lægges ens for alle prøver i samme analyseserie. Derefter gemmes både screenshots af kromatogrammerne som dokumentation, bedlayouts for analyseserierne, og Excel dokument af udregningerne fra Quanlynx. De datasæt på Excel, som fremstilles af alle analyser, separeres således at der kan gøres klar til beregning af Linearitet, xy-plot, analytisk variation osv. 24

25 Da vi fandt ud af at epimer ikke findes i de mængder, som litteraturen ellers påstår, ville vi have materiale, som indeholder epimer. Da vi ved at børneprøver indeholder højere koncentrationer af epimeren, var udfordringen at få fat i spædbørnsprøver (alder 0-1 år) [1]. 4. Børneprøver a. præanalyse Børneprøverne blev indsamlet fra kromosomafdelingen på Rigshospitalet fra børn under 1 år. Der blev fundet 16 prøver i den rette målgruppe og som indeholdt minimum 200 ul serum. Børneprøverne blev behandlet præanalytisk, som beskrevet i begyndelsen af metodeafsnittet. I 11 af 16 spædbørnsprøver var der minimum 400 ul og dermed nok prøvemateriale til analyse på LC-MS/MS. Da der kun var 200 ul prøvemateriale i 3 af 16 prøver blev disse fortyndet 1+1. De 3 prøver blev fortyndet med type I H 2 O (200 ul prøve ul H 2 O) inden oprensning på Hamilton robot. Dette blev gjort efter analysevejledning for eksisterende metode, under fortynding af mikroprøver) [4]. De sidste 2 prøver indeholdt 200 ul, når disse blev poolet sammen til én prøve. Efter pooling blev denne prøve fortyndet 1+1 med type I H 2 O, inden oprensning på Hamilton robot. Til sidst havde vi 15 spædbørnsprøver klar til analyse, efter udførelse af præanalytiske procedurer. b. Analyse Et bedlayout fremstilles, således at børneprøverne analyseres lige efter analyse af rutinepatientprøver. Dette sikrer også at børneprøverne får samme behandling, også til selve analysen. c.postanalyse/resultatvurdering Efter endt analyse skal der igen manuelt lægges arealer på udslagene, som i del 2 og 3. Så lægges resultaterne i orden således at der kan foretages en metodesammenligning på datasættene fra henholdsvis eksisterende protokol og ny protokol. 25

26 Resultater 1. rene opløsninger Der er ingen resultater for præanalysen. b.analyse Figur 5: Kromatogram for test af eksisterende protokol (eksisterende metode på eksisterende kolonne): 800 nmol/l vitamin-d nmol/l epimer Her ses prøve 11 fra skemaet i metode afsnittet 1b, analyseret på eksisterende kolonne _a nmol/l vitamin-d nmol/l epimer. For resten af resultaterne af analyseserie , fra skema 1 afsnit 1b se bilag 1 for rene opløsninger på eksisterende kolonne. Figur 6: Test af forskellige metoder på ny kolonne: 80 nmol/l vit-d3 og 20 nmol/l epimer Denne prøve er fra analyseserie prøve navn Epi _b1. Analyse af eksisterende metode med isokratisk gradient på den nye PFP kolonne. Eksisterende metode bruger 35 o C som optimal kolonnetemperatur og flow på 0,4. Figur 7: Test af ABSCIEX gradient på ny kolonne: 50 nmol/l vit-d nmol/l epimer Gradient fra ABSCIEX artikel, analyseserie _b2. Gradienten for dette kromatogram, ses i introduktionsafsnittet under gradient. Der ses en komplet adskillelse af 25(OH)D3 og 3-epi-25(OH)D3. RT=3,19 min. For flere kromatogrammer af eksisterende metode og ny metode på PFP kolonne se bilag 2 for forskellige gradienter ny kolonne. 26

27 Figur 8: Optimering 1 - ABSCIEX gradient: 50 nmol/l vit-d nmol/l epimer Gradient fra ABSCIEX artikel, analyseserie _b29. Gradienten for dette kromatogram, er ændret således at den er mere stejl. Der ses stadig en komplet adskillelse af de vitamin-d3 og epimeren. RT=3,00 min. Figur 9: Optimering 2 - ABSCIEX gradient: 50 nmol/l vit-d nmol/l epimer Gradient fra ABSCIEX artikel, analyseserie _b6. Kolonne temperaturen er ændret fra 25 o C til 35 o C. Der ses en ukomplet adskillelse af vitamin-d3 og epimeren[10]. Figur 10: Optimering 3 - ABSCIEX gradient: 50 nmol/l vit-d nmol/l epimer Gradient fra ABSCIEX artikel, analyseserie _b1. Flowet af solvent A og solvent B er ændret fra 60 % B og 40 % A til 40 % B og 60 % A. Der ses en ukomplet adskillelse af vitamin-d3 og epimeren[10]. c. Postanalyse/resultatvurdering Tabel 5: eksempel på rådata fra softwareprogrammet Quanlynx Tabel 5: Eksempel på resultatskema for en analyseserie RT står for Retention Time, på engelsk. Retentions- tiden er den tid, hvor de første partikler af den analyt man vil kvantificere, registreres. Area er arealet af analyttens udslag. IS area er arealet af Inters Standard. Reaponset er IS area divideret med area. 27

28 2. Serum opløsninger Der er ingen resultater for præanalysen b. Analyse K-olonnevalg: Figur 11: Eksperiment på C18 kolonne, _7: 100 nmol/l epi + D2 i serum Figur 12:Eksperiment på PFP kolonne, _8: 100 nmol/l epi + D2 i serum Figur 11 og 12: eksempel på eksperiment på ny metode, sammenlignet med eksisterende metode. Til venstre ses kromatogram for en prøve indeholdende 100 nmol/l epimer, opløst i serumpool, analyseret på eksisterende metode. Til højre ses samme prøve, analyseret på ny metode ved brug af PFP kolonne. Da serum poolen indeholder vitamin-d3, blev vitamin-d3 adskilt fra de 100 nmol/l epimer vi tilsatte. Dette kommer til udtryk ved 2 toppe på kromatogrammet. c. Postanalyse/resultatvurdering Tabel 6: Statistiske resultater for L1-L8 Tabel 6: Den målte koncentration sker ved at måle arealet af det udsving (peak), som fremstår af kromatografiet. Der skal være en lineær sammenhæng fra den lave -, til den høje - ende i forhold til de målte koncentrationer overfor de udregnede koncentrationer. Ud fra de givne resultater fremstilles et xy-plot for epimeren (se resultat afsnit for Linearitet). 28

29 Figur 13: Linearitet for koncentrationerne af epimer i serum (L1-L8) figur 13: På figuren ses linearitet for alle stikprøverne. Ligningen til venstre er den ligning man får, når tendenslinien forceres gennem punktet 0,0. Ligningen til højre er den ligning, der fås når linien ikke forceres gennem punktet 0,0. Da nulprøven her er trukket fra de målte koncentrationer, må koncentrationen derfor være = 0 ved niveau 1 (L1 = 0nmol/L). der er meget lille forskel på de to ligninger og R 2. For rådata, se bilag 4 om linearitet. Figur 14: Linearitet i Lavt område figur 14: R 2 =0,9984. I det lave område er hver prøve målt 9 gange. Hvert punkt på grafen viser derfor gennemsnittet af de målte værdier for den pågældende koncentration. Se tabel 7 (L2-L5). Figur 15: Linearitet i højt område Figur 15: R 2 = 0,9963. Alle prøver er analyseret 1 gang undtagen L8, der er analyseret 4 gange. Se tabel 7 Tabel 7: Præcision - De prøver der er analyseret mere end 1 gang Tabel 7: X-middel, SD og CV % for L2-L3-L4-L5-L8. Disse er valgt fordi de er analyseret mere end 1 gang [5]. 29

30 3. Rutineprøver ingen resultater for præanalyse. b. Analyse Figur 16: Patientprøve analyseret via eksisterende protokol: Figur 16: Prøve 11 analyseret på eksisterende metode, bruger C18 kolonnen (= eksisterende protokol). Det første store udslag er vitamin-d3 (+epimer) udslaget (1,71 min). Det er tydeligt at denne metode ikke separerer epimeren. Resten af udslagene er baggrundsstøj. Figur 17: Kromatogram for patientprøve analyseret via ny protokol Figur 17: VitD prøve 11. prøven er analyseret via ny protokol. Dette er samme prøve som foroven. Læg mærke til det lille udslag (3,35 minutter) der kommer efter vitamin-d3 udslaget (3,18). Dette udslag er viser at der kan være meget små koncentrationer af epimer i en rutinepatientprøve. Resten er baggrundsstøj. 30

31 c. Postanalyse/resultatvurdering Statistiske resultater: For rådata på Quanlynx - se bilag 7 Figur : Lineærregression og Deming reg. for rutineprøver på Analyze-it Vitamin-D3: Figur 18: Lineær regression. Eksisterende metode (x-aksen) overfor ny metode. R 2 =0,978. R-værdien findes, ved hjælp af den lineære regression. Eksisterende protokol ses på x-aksen og er referencemetoden. N (antal)=87patientprøver Figur 19:Deming regression: eksisterende protokol overfor ny protokol. Da C18 kolonnen ikke kan separere epimeren bruges målinger for vitamin-d3 for begge protokoller. Figur 20: Differensplot Vitamin-D3 Figur 21: Lineærregression vit-d2 Kontroller og kalibratorer Figur 20: Differensplot - rutineprøver. Eksisterende Protokol er refererencemetoden. De stiplede lyseblå linjer angiver 95 % acceptinterval. Blå linje angiver bias i forhold til 0-linjen. Protokollerne måler ens. Figur 21: Lineær regression- rutineprøver vit-d2. Da der ikke var målbare koncentrationer af vit-d2 i patientprøverne, blev koncentration af vit-d2 målt på kontroller og kalibratorer. 31

32 4. Børneprøver b. Analyse Eksisterende protokol: figur Figur 22 kromatogram børneprøve 1, serie 3 Figur 23: Kromatogram for børneprøve 2, serie 4 : Figur 24: Børneprøve 3, serie 3: Figur 25:Børneprøve 4, serie : Figur 26:Børneprøve 5, serie 3: Figur 27:Børneprøve 6, serie 5: Figur 28: Børneprøve 7, serie 5: Figur 29:Børneprøve 8, serie 3: 32

33 Figur 30: Børneprøve 9, serie 3: Figur 31:Børneprøve 10, serie 3: Figur 32: Børneprøve 11, serie 3: Figur 33: Børneprøve 12, serie 3: Figur 34: Børneprøve 13, serie 5: Figur 35: Børneprøve 14, serie 3: Figur 36: Børneprøve 15, serie 5: 33

34 Ny protokol: figur Figur 37: Børneprøve 1, serie 3 Figur 38 børneprøve 2, serie 4 Prøve 2 analyseret på ny metode. Læg mærke til at der øverst er 2 toppe. Den første top som eluerer efter 3,23 minutter. Epimeren eluerer ved 3,40 minutter, med næsten et lige så højt udslag som vitamin-d3 udslaget. Figur 39: Børneprøve 3, serie 3 Figur 40 børneprøve 4, serie 4 Figur 41: Børneprøve 5, serie 3: Figur 42 børneprøve 6, serie 5: Figur 43: Børneprøve 7, serie 5: Figur 44 børneprøve 8, serie 3: 34

35 Figur 45: Børneprøve 9, serie 3: Figur 46 børneprøve 10, serie 3: Figur 47: Børneprøve 11, serie 3: Figur 48 børneprøve 12, serie 3: Figur 49: Børneprøve 13, serie 5: Figur 50 børneprøve 14, serie 3: Figur 51: Børneprøve 15, serie 5: 35