游离氨基酸(Free Amino Acids,
FAAs)是指未参与蛋白质合成、以游离形式存在于细胞或体液中的氨基酸,广泛参与代谢调节、渗透压平衡、风味形成、神经信号传导及营养评估。其测定在食品科学、临床诊断、植物生理、微生物发酵等领域具有重要意义。
由于游离氨基酸无强发色团、极性高、结构相似,需通过衍生化或高灵敏检测技术实现准确定量。以下是主流测定方法的系统对比与操作指南。
主流方法详解
1. HPLC 荧光检测(AccQ-Tag 法,Waters 推荐)
原理:
氨基酸与 6-氨基喹啉-N-羟基琥珀酰亚胺基甲酸酯(AQC)反应,生成稳定荧光衍生物(Ex/Em = 250/395 nm)。
流程:
样品前处理:
组织:匀浆 → 80% 乙醇沉淀蛋白 → 离心取上清;
血清/尿液:去蛋白(磺基水杨酸或超滤);
植物汁液:稀释 + 过滤(0.22 μm)。
衍生化:
样品 + 硼酸盐缓冲液 + AQC 试剂 → 55℃ 反应 10 min;
UPLC 分离:
色谱柱:BEH C18(1.7 μm, 2.1×100 mm);
流动相:A=0.1% 甲酸水,B=乙腈;
梯度洗脱,20 min 内分离 20+ 种氨基酸。
优点:
衍生快速、稳定;
脯氨酸、甘氨酸等均能良好检测;
适用于复杂基质(如牛奶、发酵液)。
2. UPLC-MS/MS(无衍生或简单衍生)
优势:
无需衍生,避免副反应;
多反应监测(MRM)模式,抗干扰强;
可同时定量氨基酸及其同位素标记物(代谢流研究)。
典型条件:
色谱柱:HILIC(亲水作用色谱),如 XBridge Amide;
流动相:乙腈/水 + 0.1% 甲酸;
内标:D3-亮氨酸、13C5-谷氨酰胺等;
检出限:0.01–0.1 μM。
适用场景:
临床血浆氨基酸谱(遗传代谢病筛查);
植物胁迫响应(脯氨酸积累);
微生物发酵液动态监测。
3. 氨基酸分析仪(离子交换 + 茚三酮柱后衍生)
国标方法:
GB 5009.124-2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》
AOAC 994.12
原理:
样品经磺基水杨酸去蛋白;
离子交换色谱分离;
茚三酮(ninhydrin)柱后反应 → 570 nm(α-氨基酸)、440 nm(亚氨基酸如脯氨酸)检测。
特点:
无需内标,外标法定量;
可测牛磺酸、γ-氨基丁酸(GABA)等非蛋白氨基酸;
缺点:分析时间长(>60 min),高温反应可能降解部分氨基酸。
来源:网络