Experimental Investigation About Impact of Radioactivity on Blood Aminoacid Concentration Measured Through LC-MS / MS Method

Year 2018, Volume: 15 Issue: 2, 59 - 63, 14.08.2018

Ataman Gönel

Abstract

Background: In order to avoid complications in congenital metabolic disorders,
blood amino acid measurement should be done with LC-MS/MS, which is relatively
cheap, reliable and reference method. The concentration of these tests can be
affected by many molecules found in the blood matrix. It is not known how
radionuclide molecules affect blood amino acid levels in metabolic disorders.
The aim of this article is to investigate the effect of interference of Tc99m
radionuclide radioactivities on amino acids measured by LC-MS/MS.

Material and Methods: 50 μL of the
level 2 amino acid control solution was taken and 10 μL of Tc99m solution was
added to perform the interference study. Supernatant was measured through LC-
MS/MS instrument. Measurement of supernatant solution was repeated for 1 hour.

Results: False negative
results were obtained between (–)0,2% and (-)100% in blood concentrations of
norvaline, sarcosine, phenylalanine, alanine, threonine, alloisoleucine,
isoleucine, methionine, tyrosine, leucine, 1-methylhistidine, cystathionine,
3-aminoisobutyric acid, carnosine, valine, glutamine, orthophospho-1-serine,
glycine, gamma aminobutyric acid (GABA), 2-aminoadipic acid, and cystine. When
the measurement was repeated from the control solution after 1 hour, all amino
acid results were deviated from the target value in the range of (-)100% to (+)544%.
Deviation from (-)138.5% to (+)170% was observed depending on the change in
radioactivity in the repeated measurement from the same control solution.

Conclusion: In metabolic
disorders, measurement of the blood amino acid level after a scintigraphy
monitorizing may cause false negative or false positive results. False negative
results increase the risk of developing complications and sequel in patients.
False positive results lead to unnecessary hospitalization. In order to prevent
the radioactivity interference, amino acid measurements should not be performed
immediately after radionuclid injection.

Keywords

Aminoacid, Radioactivity Interference, Metabolic disorder

LC-MS/MS Yönteminde Radyoaktivitenin Aminoasit Sonuçlarına Etkisinin Deneysel Araştırılması

Abstract

Amaç:
Konjenital
metabolik hastalıklarda komplikasyonların ortaya çıkmaması için kan amino asit
ölçümünün nispeten ucuz, güvenilir ve referans metod olan LC-MS/MS ile
yapılması gerekir. Bu testlerin konsantrasyonu kan matriksinde bulunan birçok
molekülden etkilenebilir. Diagnostik amaçlı kullanılan radyonüklidlerin
metabolik hastalıklarda kan amino asit düzeylerini nasıl etkilediği
bilinmemektedir. Bu çalışmanın amacı Tc99m radyonüklidinden kaynaklı
pozitronların LC-MS/MS ile ölçülen amino asitler üzerindeki interferans
etkisinin deneysel olarak araştırılmasıdır.

Materyal
ve Metod: Seviye
2 amino asit kontrol solüsyonundan 50 uL alındı üzerine 10 uL Tc99m solüsyonu
eklenerek interferans çalışması yapıldı. Süpernatant LC-MS/MS cihazında
okutuldu. Tc99m içerikli aynı solüsyon 1 saat boyunca radyoaktivitenin azalması
beklenerek ölçüm tekrarlandı.

Bulgular:
Norvalin,
sarkozin, fenilalanin, alanin, treonin, alloizolösin, izolösin, metiyonin,
tirozin, lösin, 1-metilhistidin, sistatiyonin, 3-aminoizobütirik asit,
karnozin, valin, glutamin, ortofosfo-l-serin, glisin, gama aminobütirik asit,
2-aminoadipik asit ve sistin testlerinde %(-)0,2 - %(-)100 oranları arasında
yanlış negatif sonuçlar elde edildi. 1 saat bekletilen kontrol solüsyonundan
tekrar ölçüm yapıldığında 44 analit düzeyinde %(-)100 - %(+)544 arasında
değişen oranlarda hedef değerden sapma gözlendi. Aynı kontrol solüsyonundan
yapılan tekrarlı ölçümde radyoaktivite değişimine bağlı olarak %(-)138,5 - %(+)170
oranları arasında sapma gözlemlendi.

Sonuç:
Metabolik
hastalıklarda, sintigrafi sonrası amino asit kan düzeyinin ölçülmesi, farkında
olunmadan yanlış düşük veya yüksek sonuçlara neden olabilir. Yanlış negatif
sonuçlar hastalarda komplikasyon gelişme ve sekel kalma riskini
arttırabilmektedir. Yanlış pozitif sonuçlar hastanın hastanede gereksiz yatış
endikasyonuna ve ebeveynlerde artan psikolojik strese neden olabilmektedir.
Radyoaktivite interferansının önlenmesi için LC-MS/MS cihazlarında yapılacak
kan amino asit ölçümleri radyonüklid enjeksiyonundan hemen sonra yapılmamalıdır.

Keywords

Aminoasit, Radyoaktif İnterferans, Metabolik hastalık

References

• 1. Ombrone D, Giocaliere E, Forni G, Malvagia S, la Marca G. Expanded newborn screening by mass spectrometry: new tests, future perspectives. Mass spectrometry reviews. 2016;35(1):71-84.
• 2. Saudubray J-M, Baumgartner MR, Walter JH. Inborn metabolic diseases: diagnosis and treatment: Springer; 2016.
• 3. Johnson JV, Yost RA, Kelley PE, Bradford DC. Tandem-in-space and tandem-in-time mass spectrometry: triple quadrupoles and quadrupole ion traps. Analytical chemistry. 1990;62(20):2162-72.
• 4. Wang S, Cyronak M, Yang E. Does a stable isotopically labeled internal standard always correct analyte response?: A matrix effect study on a LC/MS/MS method for the determination of carvedilol enantiomers in human plasma. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis. 2007;43(2):701-7.
• 5. Tang L, Kebarle P. Dependence of ion intensity in electrospray mass spectrometry on the concentration of the analytes in the electrosprayed solution. Analytical chemistry. 1993;65(24):3654-68.
• 6. Kim H-J, Kang J-S. Matrix effects: Hurdle for development and validation of bioanalytical LC–MS methods in biological samples analyses. Biodesign. 2016;4:46-58.
• 7. Patel D. Matrix effect in a view of LC-MS/MS: an overview. Int J Pharm Bio Sci. 2011;2:559-64.
• 8. Weijs PJ, Cynober L, DeLegge M, Kreymann G, Wernerman J, Wolfe RR. Proteins and amino acids are fundamental to optimal nutrition support in critically ill patients. Critical care. 2014;18(6):591.
• 9. Pourfarzam M, Zadhoush F. Newborn Screening for inherited metabolic disorders; news and views. Journal of research in medical sciences: the official journal of Isfahan University of Medical Sciences. 2013;18(9):801.
• 10. Huang Y, Shi R, Gee W, Bonderud R. Matrix effect and recovery terminology issues in regulated drug bioanalysis. Bioanalysis. 2012;4(3):271-9.
• 11. King R, Bonfiglio R, Fernandez-Metzler C, Miller-Stein C, Olah T. Mechanistic investigation of ionization suppression in electrospray ionization. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 2000;11(11):942-50.
• 12. Gurian EA, Kinnamon DD, Henry JJ, Waisbren SE. Expanded newborn screening for biochemical disorders: the effect of a false-positive result. Pediatrics. 2006;117(6):1915-21.
• 13. Waisbren SE, Albers S, Amato S, Ampola M, Brewster TG, Demmer L, et al. Effect of expanded newborn screening for biochemical genetic disorders on child outcomes and parental stress. Jama. 2003;290(19):2564-72.