Simultaneous Determination of Urinary Phytoestrogens and Estrogens by Gas Chromatography/Mass spectrometry

GC/MS에 의한 뇨 중 Phytoestrogen과 Estrogen의 동시 분석

Phytoestrogens are biologically active compounds derived from plants foods. It had been suggested that phytoestrogens, by inhibiting aromatase in peripheral and/or cancer cells and lowering estrogen levels, may play a protective role as antipromotional compounds during growth of estrogen-dependent cancers. Therefore, simultaneous analysis of estrogens and phytoestrogens is necessary to elucidate the possible involvement of phytoestrogens in estrogen metabolism. In this view, we developed a simple and reproducible procedure to quantitatively determine estrogen and phytoestrogen metabolites. The proposed method consisted of solid phase extraction using preconditioned Serdolit AD-2 resin, enzyme hydrolysis with ${\beta}$-glucuronidase/arylsulfatase from Helix pomatia, liquid-liquid extraction and TMS-ether derivatization. And the final determination was carried out by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) in selected ion monitoring mode (SIM). The precision and accuracy of this method was evaluated through within-a-day and day-to-day test. Recovery range and detection limit were 71.96~105.66%, 2~4 ng/mL, respectively. Using this method, 17 estrogen and 5 phytoestrogen compositions in urine of normal subjects were analyzed. It was found that amounts and relative distribution of urinary phytoestrigens and estrogens showed different pattern in male and female subjects.

주로 음식물의 섭취에 기인하는 phytoestrogen은 말초 신경 및 암 세포내에서 estrogen의 생성을 저해하거나, 농도를 감소시킴으로서 estrogen-dependent cancer의 잠재적인 항 증식 물질(antipromotional compound)로 알려지고 있으며, 이러한 이유로 estrogen 대사 과정에 대한 phytoestrogen의 관련성 여부가 연구의 대상이 되고 있다. 이에, 본 연구에서는 phytoestrogen과 estrogen 대사체들을 동시에 분석하기 위한 방법으로써 Serdolit AD-2 수지를 이용한 고체상 추출과 효소 가수분해, 액체-액체 추출 방법을 이용한 전처리 과정을 확립하였으며, 이를 MSTFA/TMCS 혼합액에 의해 trimethylsilyl(TMS) ether 형태로 유도체화 한 후 GC/MS의 SIM(selected ion monitoring) 방법으로 동시에 분석, 정량할 수 있는 조건을 설정하였다. 본 실험 방법의 정확도와 정밀도는 within-a day 및 day-to-day 시험으로 평가되었으며 회수율과 검출 한계는 각각 71.96~105.66%, 2~4 ng/mL 이었다. 이 방법을 이용하여 정상 성인 남녀의 뇨중에 존재하는 17종의 estrogen과 5종의 phytoestrogen 농도를 측정하였으며, 그 결과 남성과 여성의 뇨중 phytoestrogen과 estrogen의 농도 분포에 현저한 차이가 있음을 알 수 있었다.