Quantification of seleno proteins in Korean blood serum using solid phase extraction and affinity chromatography-inductively coupled plasma/mass spectrometry

Interferences were removed using anion exchange solid phase extraction (AE SPE) in quantification of selenoproteins in Korean human blood serum with affinity high performance liquid chromatography (AF HPLC)-inductively coupled plasma/mass spectrometry (ICP/MS). The average selenium level obtained for healthy Koreans was $94.3{\pm}2.3ngg^{-1}$ using isotope dilution method. AE SPE was coupled to AF column to separate 3 selenoproteins, glutathione peroxidase GPx, selenoprotein SelP, and selenoalbumin SeAlb. Post column isotope dilution was employed to quantify the proteins. The certified reference material of human blood serum BCR-637 was analyzed to give total selenoprotein concentration of $85.4{\pm}3.4ngg^{-1}$, which agreed well with the reference value of $81{\pm}7ngg^{-1}$. The pooled concentration of GPx, SelP, and SeAlb from healthy Koreans (n=20) was $12.1{\pm}1.4ngg^{-1}$, $57.2{\pm}2.0ngg^{-1}$, and $20.0{\pm}1.9ngg^{-1}$, respectively. The sum of selenoproteins is $89.3ngg^{-1}$, which is about the same as the total selenium concentration of $94.3ngg^{-1}$. The fact suggests that selenium in blood serum is mostly consisted of selenoproteins. After the removal of interference, GPx showed a significant decrease (more than 50%) from $25.0ngg^{-1}$ to $12.1ngg^{-1}$. It was identified that the interference in blood serum was mostly from GPx and the use of AE SPE was proven to be efficient in eliminating Cl and Br that cause interference to GPx.

고체상 추출과 친화 크로마토 그라피-유도결합 플라즈마 질량분석법을 이용한 한국인 혈청에서의 셀레노 단백질 정량

본 연구에서는 음이온 고체상 추출법 (AE SPE; anion exchange solid phase extraction)을 사용하여 간섭요인을 제거한 후, 친화 크로마토그래피 AF HPLC; affinity high performance liquid chromatography)와 유도결합 플라스마 질량분석법 (ICP/MS; inductively coupled plasma/mass spectrometry)을 사용하여 한국인의 혈청에서의 셀레노 단백질을 분리하고 정량하였다. 먼저 동위원소 희석법으로 셀레늄 총량을 분석한 결과, 건강한 한국 사람의 혈청내 평균농도는 $94.3{\pm}2.3ngg^{-1}$ 이었다. AE SPE와 AF 컬럼을 online으로 연결하여 셀레노단백질인 glutathione peroxidase (GPx), selenoprotein P (SelP), selenoalbumin (SeAlb)을 분리하고, 후 컬럼 동위원소 희석법 (PC ID; post column isotope dilution)으로 정량하였다. 혈청 인증표준물인 BCR-637을 분석한 결과 전체 셀레노 단백질의 합은 $85.4{\pm}3.4ngg^{-1}$으로 문헌값인 $81{\pm}7ngg^{-1}$과 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 20 명의 건강한 한국인의 혈청에서 얻은 셀레노 단백질 GPx, SelP 및 SeAlb 의 농도는 각각 $12.1{\pm}1.4ngg^{-1}$, $57.2{\pm}2.0ngg^{-1}$, 그리고 $20.0{\pm}1.9ngg^{-1}$ 이었으며 이들의 합인 $89.3ngg^{-1}$은 셀레늄의 총량값인 $94.3ngg^{-1}$과 거의 같은 값으로 혈청에서의 셀레늄은 주로 셀레노 단백질로 구성되어 있음을 알았다. 이 중 GPx의 농도는 간섭을 제거하기 전인 $25.0ngg^{-1}$에 비해 50% 이상 크게 감소하였는데 이로서 간섭은 주로 GPx에 포함되어 있음을 확인할 수 있었다. AE SPE는 간섭요인인 Cl과 Br을 제거 하는데 매우 효과적임을 보여주었다.