国家标准计划《手性氨基酸的测定 柱前衍生-高效液相色谱串联质谱法》由 TC387(全国生化检测标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 深圳市计量质量检测研究院 、深圳市深检集团医学检验实验室 、中国测试技术研究院 、河北省食品检验研究院 、上海化工研究院 。
| 07 数学、自然科学 |
| 07.080 生物学、植物学、动物学 |
1、必要性 定量检测手性氨基酸对生物研究与产品开发,对D、L型氨基酸的规模化工业生产与关键试剂制备,都有重要意义。
自然存在的氨基酸(amino acid,AA)大部分都有手性,以D-氨基酸(D-AA)或L-氨基酸(L-AA)形式存在。
L-AA广泛存在于各类生物体内。
半世纪之前,人们普遍认为D-AA在生物过程中作用不大。
但是越来越多的证据显示D-AA也存在于微生物、植物、动物和人体,并且功能多样。
D-AA能够参与微生物的新陈代谢,调节多种生理变化,如细胞壁生物合成、生物膜完整性和孢子萌发。
此外,研究发现D-AA能够抑制菌落的生长,影响生物膜的形成。
人们利用这种机制,经过D-AA灌注的医疗器械能减少生物膜的形成。
在石油天然气、化工工业等领域,微生物常常引起设施腐蚀,在处理过程中将 D-AA 和杀菌剂一起使用能起到很好的清洗效果。
相关研究表明,外源性D-AA可作为植物的胁迫因子抑制植物的生长,例如游离丙氨酸和丝氨酸的D-异构体在3mmol/L以上浓度强烈抑制植株生长,L-异构体不抑制或抑制能力轻很多。
利用这种作用,合理使用D-AA可在筛选植物生长延缓机制、离体植物遗传标记等方面具有重要应用价值。
由此可见,定量检测氨基酸的D、L构型对生物样本的研究与产品开发具有重要作用。
光学纯氨基酸在新材料开发和精细化学品的研发等方面都具有巨大的应用价值。
目前制备D-/L-AA生产方法包括化学合成法、酶催化法、微生物发酵法等,其中化学合成法和微生物发酵法合成的中间产物和终产物可能生成影响产品光学纯度的杂质。
因此,在对氨基酸纯品进行纯度和杂质分析时,通常要对氨基酸的手性异构体进行分析和检测,所以D-/L-AA异构体的分离与定量是氨基酸类产品质量评价和控制的关键环节。
D-/L-AA的检测在各个工业生产、生化检测和科研领域应用广泛,但是D-/L-AA的分离与检测并没有相关的国家标准,所使用的分析方法并不统一,给规模化工业发展带来困难,亟需建立D-/L-AA检测标准方法,推动微生物制剂、动植物样品、生化试剂、化工原料及化工成品等相关产业快速发展。
2、可行性 现在已有的手性氨基酸检测方法主要包括手性气相色谱法、毛细管电泳及酶分析法、手性衍生化试剂-高效液相色谱串联质谱法和高效液相色谱法。
液相色谱法根据作用机理不同又分为如下几种:手性衍生化试剂、手性固定相分离、手性流动相和柱切换系统。
手性气相色谱法前处理复杂,样品需要脱盐处理,衍生处理时还要求无水及高温条件,而且用一根色谱柱无法测定全部氨基酸,在氨基酸分析检测中应用不太广泛;毛细管电泳及酶分析法只应用于特异性氨基酸检测,单次检测只能实现少量手性氨基酸的检测;高效液相色谱法同样无法实现高通量的手性氨基酸检测,原因是生物样本中D-AA的含量很低, L-AA含量很高, 以及有肽和胺类物质的干扰, 对分离和分析方法的选择性和灵敏度有更高的要求。
手性衍生化试剂-高效液相色谱串联质谱法由于具有适用范围广、专属性较强、分离效率高、检测灵敏度高以及可用于制备分离等特点,近年来被广泛应用于生化分析、代谢组学等领域的手性氨基酸分析中。
本文件规定的方法适用于微生物制剂、动植物样品、生化试剂、化工原料及成品等的质量检验,可用于工业生产及科研过程的质量控制。主要技术内容包括:方法的基本检测原理、标准物质要求和标准溶液的配置、试样制备方法、样品前处理步骤、色谱参考条件、标准曲线、结果计算、以及检测方法的线性范围、精密度、检出限、定量限,回收率、稳定性等关键参数。