血清氨基酸测定是临床生化和代谢疾病诊断中的重要检测项目,用于评估蛋白质代谢状态、营养状况、肝肾功能,并对遗传性氨基酸代谢病(如苯丙酮尿症、枫糖尿症、高胱氨酸尿症等)进行筛查和诊断。
一、测定方法
目前血清氨基酸的测定主要依赖于高灵敏度、高特异性的分析技术,常用方法如下:
1. 高效液相色谱法(HPLC)
原理:
血清样本中的氨基酸与衍生化试剂(如邻苯二甲醛 OPA、芴甲氧羰酰氯 FMOC-Cl、丹磺酰氯
DNS-Cl)反应,生成具有荧光或紫外吸收的衍生物。
通过反相HPLC分离,荧光或紫外检测器检测。
优点:
分离效果好,可同时检测20种以上常见氨基酸。
灵敏度高(可达 nmol/L 级)。
重复性好,适合临床常规检测。
缺点:
衍生化步骤繁琐,耗时。
部分氨基酸(如半胱氨酸)稳定性差。
应用:临床实验室常用方法之一。
2. 液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)
原理:
氨基酸经简单衍生或直接进入LC系统分离。
通过电喷雾电离(ESI) 进入质谱,利用多反应监测(MRM) 模式进行高选择性、高灵敏度检测。
优点:
灵敏度极高(可检测 pmol/L 级)。
特异性强,抗干扰能力强。
可同时检测数十种氨基酸及代谢物(如酰基肉碱)。
样品前处理相对简单(常采用蛋白沉淀法)。
缺点:
仪器昂贵,维护成本高。
需要专业技术人员操作。
应用:
新生儿遗传代谢病串联质谱筛查(MS/MS screening)。
复杂代谢病的确诊与监测。
代谢组学研究。
3. 氨基酸分析仪(离子交换色谱法)
原理:
使用阳离子交换树脂分离氨基酸。
洗脱液与茚三酮(Ninhydrin) 反应生成紫色化合物(Ruhemann's purple),在570 nm检测(脯氨酸和羟脯氨酸为黄色,440
nm检测)。
优点:
经典方法,结果稳定可靠。
可分离所有蛋白氨基酸。
缺点:
分析时间长(通常1–2小时/样本)。
仪器体积大,自动化程度较低。
茚三酮试剂不稳定,需现配现用。
应用:部分大型医院或研究机构仍在使用。
4. 酶法(单一氨基酸检测)
原理:利用特定酶催化反应,通过检测NADH/NADPH吸光度变化定量。
例如:L-乳酸脱氢酶偶联法测丙氨酸。
优点:操作简单,适合自动化生化分析仪。
缺点:只能测单一氨基酸,无法全面评估氨基酸谱。
应用:仅用于特定项目(如血氨、谷氨酰胺等)。
5. 毛细管电泳法(CE)
原理:基于氨基酸在电场中的迁移率差异进行分离,常与激光诱导荧光(LIF)联用。
优点:分离效率高,样品用量少。
缺点:重现性较差,应用不广泛。
二、标准操作流程(以LC-MS/MS为例)
样本采集:空腹静脉血 3–5 mL,注入无抗凝剂试管。
室温凝固30分钟,2000–3000 rpm离心10分钟,分离血清。
立即测定或-80℃保存(避免氨基酸降解)。
样本前处理:取血清50–100 μL。
加入有机溶剂(如甲醇、乙腈)沉淀蛋白,涡旋,离心。
取上清液,氮气吹干,复溶于流动相或衍生化试剂中。
衍生化(如需):使用OPA、AQC等试剂进行柱前衍生。
LC-MS/MS分析:进样,梯度洗脱分离。
MRM模式检测各氨基酸特征离子对。
定量分析:使用内标法(如使用稳定同位素标记的氨基酸,如¹³C、¹⁵N标记物)进行精确定量。
通过标准曲线计算浓度。
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