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高效毛细管电泳法快速测定血清中游离氨基酸
中华医学检验杂志 1998年第3期第21卷 论著
作者：沈佐君　吴琳
单位：100730 北京医院卫生部临床检验中心(沈佐君)；安徽省立医院检验科(吴琳)
　　关键词： 氨基酸类；D-正白氨酸；2；4-二硝基氟苯；电泳
　　【摘要】　目的　建立快速测定人血清中游离氨基酸的方法。方法　用高效毛细管电泳法检测了40例健康人，32例肾病患者血清氨基酸。结果　在8分钟内分离16种氨基酸，线性在10～700 μmol/L范围，最低检出限为2.5～7.9 μmol/L，回收率为86.3%～107.4%，批内精密度为2.8%～10.3%，批间精密度为3.5%～11.6%。对32例肾脏病患者血清中氨基酸测定结果与40例正常人对照组氨基酸测定值进行统计分析。结论　高效毛细管电泳法具有快速、准确、灵敏等特点，为临床及科研工作中测定氨基酸提供了一种有效的方法。
　　A rapid high performance capillary electrophoretic method for determination of free amino acids in serum　Shen Zuojun*, Wu Lin. *National Center for Clinical Laboratory, Beijing Hospital Compound, Beijing
　　【Abstract
】　Objective　To develop a rapid assay for the determination of free amino acids (AAs) in serum.Methods　The assay was based on precolumn derivatization of AAs and internal standard with 2,4-dinitrofluorobenzen(DNFB), separation of the derivatives by high performance capillary electrophoresis (HPCE), and quantification by ultraviolet detection.Results　The complete separation of 16 kinds of AAs was achieved within 8 min. The assay was linear from 10 to 700 μmol/L. The minimal detection limit was 2.5～7.9 μmol/L. The recovery of AAs added to serum samples was 86.3%～107.4%. Within-run precision was 2.8%～10.3%, and between-run precision was 3.5%～11.6%. The AAs concentrations in serum of 32 patients with chronic renal failure were measured. Among them, the levels of serine, isoleucine and valine were significantly lower than those of healthy volunteers (P＜0.01), but the amounts of cystine, tryptophan and phenylanine were significantly higher than those of healthy volunteers (P＜0.01).Conclusions　HPCE has many advantages such as rapidity, simplicity, accuracy and sensitivity. The method can be used for determining AAs in clinical practice and scientific research.
　　【Key words
】　Amino acids　　D-Norleucine　　2,4-Dinitrofluorobenzen　　Electrophoresis
　　在临床上，氨基酸测定不仅对遗传代谢性疾病、肾病、肝病的诊断和治疗具有重要的价值［1］，而且近年来在评价病人营养状况方面亦受到广泛重视［2］。为研究不同疾病状态下氨基酸的代谢情况［3，4］，需要一种快速测定氨基酸的方法来满足大批量样品检测的需要。氨基酸分析常用的离子交换色谱法和反相高效液相色谱法因其成本高且费时而难以普及。相比之下，最新发展起来的高效毛细管电泳法以其快速、简便、准确、成本低等诸多优点备受青睐，为快速测定氨基酸提供了有效手段。作者采用高效毛细管电泳法，建立了快速检测人血清中游离氨基酸的方法，经实际应用获得满意效果。
材料与方法
　　一、仪器
　　1.高效毛细管电泳仪：P/ACE 5500型，美国BECKMAN公司生产。
　　2.pH计：ORION 520A。
　　3.石英毛细管：内径75 μm，河北永年光导纤维厂生产。
　　二、试剂
　　1.16种氨基酸标准物、D-正白氨酸、2，4-二硝基氟苯(DNFB)、30%Brij35为美国Sigma公司生产。
　　2.0.5 mol/L pH 9.5四硼酸钠缓冲液、0.03 mol/L pH 9.8硼酸钠缓冲液自配。
图1　氨基酸标准品的毛细管电泳分离图谱
图2　人体血清中游离氨基酸的毛细管电泳图谱
　　3.乙腈为色谱纯、异丙醇为AR级。
　　三、方法
　　1.标本采集与处理：取空腹血液3 ml，离心后取血清1 ml，加内标(10 mmol/L D-正白氨酸)20 μl，加乙腈1 ml，混匀，离心去蛋白，上清液备用。不能及时分析的样品需-20℃冷冻保存。
　　2.衍生化方法：(1)衍生化反应原理：在碱性条件下，氨基酸中的氨基能定量地与DNFB反应生成二硝基苯氨基酸衍生化产物，在360 nm处有最大吸收，紫外检测定量。(2)衍生化步骤：取尖底带盖玻管，加0.5 mol/L pH 9.5硼酸钠缓冲液1 ml，乙腈1 ml，待测标本的上清液或氨基酸标准液1 ml，DNFB 20 μl，混匀，至50℃水浴40分钟。
　　3.分离条件：(1)操作缓冲液的组成：0.03 mol/L pH 9.8四硼酸钠缓冲液：异丙醇：30% Brij35=825∶150∶25。(2)开口石英毛细管：总长度为370 mm，有效长度为300 mm，内径为75 μm。(3)电压：28 kV。(4)温度：15℃。(5)进样：压力进样5秒。
　　4.结果计算：将16种氨基酸标准液稀释成10、50、100、300、500和700 μmol/L 6个不同浓度，测定后以氨基酸浓度( μmol/L)为横坐标，峰高响应值为纵坐标，绘制标准曲线。根据待测样品的峰高响应值查表即得样品的氨基酸含量。
　　一、氨基酸的分离
　　1.氨基酸标准品的分离：将16种氨基酸标准液，其中精氨酸(Arg)、酪氨酸(Tyr)、赖氨酸(Lys)、色氨酸(Trp)、组氨酸(His)、苯丙氨酸(Phe)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、蛋氨酸(Met)、缬氨酸(Val)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、脯氨酸(Pro)、丙氨酸(Ala)、甘氨酸(Gly)各为100 μmol/L，胱氨酸(Cys)为50 μmol/L，内标(IS)为200 μmol/L进行衍生化反应，然后电泳分离。由图1可见16种氨基酸和内标在8分钟内达到完全分离。
　　2.人体血清中游离氨基酸的分离：人血清标本经乙腈去蛋白后衍生化反应，直接进样分析。由图2可知，血清中其它成分对所要测定的氨基酸无明显的干扰。
　　二、线性范围
　　将16种氨基酸标准液稀释成10、50、100、300、500和700 μmol/L 6个不同浓度，测定后进行线性回归，计算其相关系数r在0.964～0.995之间。结果表明16种氨基酸在10～700 μmol/L范围内线性良好。
　　三、精密度
　　取一份正常人血清标本，分别做批内和批间误差测定。批内测定时，同一份样本同时测12份，作为批内精密度观察指标，结果氨基酸测定变异系数在2.8%～10.3%之间；批间测定时，不同时间共测10批，作为批间精密度观察指标，结果氨基酸测定变异系数在3.5%～11.6%之间。
　　四、检测限
　　计算基线噪音相应于信噪比为2 (S/N=2)时的浓度即为最低检测限，在2.5～7.9 μmol/L之间。
　　五、回收率
　　取一份正常人血清标本，分别加入50 μmol/L和200 μmol/L两种浓度的氨基酸标准液，测得平均回收率在86.3%～107.4%之间。
　　六、参考值
　　用本法对40名健康人血清中16种游离氨基酸进行参考值调查，其中男性20名，年龄16～58岁；女性20名，年龄17～62岁。血清氨基酸含量见附表。
附表　正常人和肾病患者组16种血清氨基酸测定结果的比较( ±s,μmol/L)
氨基酸名称
正常人组(n=40)
肾病患者组(n=32)
108.3±30.4
104.7±28.3
65.8±12.7
54.2±10.6
209.1±38.5
197.5±43.2
94.8±26.7*
81.4±11.3
86.5±29.1
94.8±23.7*
94.8±43.6
41.3±18.5*
124.7±30.5
115.2±27.6
274.3±76.4*
35.2±10.5
249.8±41.5
181.9±78.6*
127.4±35.8
48.3±20.5*
119.2±28.0
121.4±30.7
205.3±58.4
230.1±63.5
406.7±81.3
382.4±84.7
238.0±51.4
259.6±62.3
　　*表示正常人组与肾病患者组比较P＜0.01
　　七、临床应用
　　用本法测定32例肾脏病患者血清游离氨基酸，其中男性15例，年龄34～56岁，女性17例，年龄29～51岁。测定结果与正常人比较，经统计学处理(均数t检验)，发现该类患者的丝氨酸、异亮氨酸和缬氨酸明显低于正常人(P＜0.01)；而胱氨酸、色氨酸和苯丙氨酸明显高于正常人(P＜0.01)，尤以胱氨酸最为显著，见附表。
　　1.氨基酸传统分析方法为离子交换色谱法［5］，该法操作繁琐，成本高，费时，一次分析常需数小时之久。目前氨基酸测定方法多用反相高效液相色谱法［6，7］，该法虽较传统法有较大改进，但仍有明显不足，一次分析周期常需一小时左右，成本也较高。高效毛细管电泳法是近几年才发展起来的新技术，其分离效能高，快速，试剂消耗量少，是一种十分有效的分离方法。我们对分离条件和衍生化反应进行系统探索，结果无论是分离效果还是分离时间均明显优于国外报道的同类方法［8，9］。
　　2.由于大多数氨基酸本身不具有紫外吸收，也不发射荧光，因此，需制成能够被检测的衍生物才能进行测定。氨基酸的衍生化方法有多种，最常用的为邻苯二甲醛法［10］，但该法不够稳定，且不能与二级氨基反应。本研究采用的2，4-二硝基氟苯法最初被用来进行氨基酸的测序［11］，该法稳定、摩尔吸光系数大、且能与二级氨基反应。其不足之处是与谷氨酸的衍生化反应较慢。
　　3.本分离方法是采用区带毛细管电泳法，在操作缓冲液中，我们加入了异丙醇作为有机改性剂，提高选择性，使分离效果得到明显改善。同时还加入表面活性剂Brij35，不仅提高了氨基酸测定的分离度，而且显著缩短分析时间。
　　4.本研究旨在建立血清中氨基酸分析方法，故标本要经过去蛋白处理步骤，由此可能造成待测组份的损耗。为消除此影响，我们选择了D-正白氨酸作内标，取得了满意的效果，方法的各项性能指标均优于外标法。
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　　4Kubota A, Meguid MM, Hitch DC. Amino acid profiles correlate diagnostically with organ site in three kinds of malignant tumors. Cancer, 3-2348.
　　5Ferraro TN, Hare TA. Triple-column ion-exchange physiological amino acid analysis with fluorescent detection: baseline characterization of human cerebrospinal fluid. Anal Biochem, -94.
　　6Goldsmith RF, Earl JW, Cunningham AM. Determination of delta-amino butyric acid and other amino acids in cerebrospinal fluid of pediatric patients by reversed-phase liquid chromatography. Clin Chem, 6-1740.
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　　11沈同，王镜岩，赵邦悌等.生物化学.第二版.北京：高等教育出版社，7.
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白蛋白多肽
白蛋白多肽是人体血浆中的一种功能大分子蛋白质，是维持血浆渗透压、增加血容量，提供平衡氨基酸的重要成分，是人体不可或缺的营养物质。
白蛋白多肽白蛋白多肽
白蛋白多肽（又名卵物）是人体血浆中的一种功能蛋白质，是维持、增加，提供平衡氨基酸的重要成分，是人体不可或缺的营养物质。鸡卵清白蛋白和的比例非常相似，具有全部的20种氨基酸，是目前最优秀的蛋白质，可代替蛋白质进行一系列的生理活动。[1]
白蛋白多肽特性
作为功能性白蛋白多肽与其他多肽类物质一样具有相应的物理化学特点，如低粘度、好、活性高等。除此之外还具有以下一些特征：[2]
1、优于人和白蛋白制剂：白蛋白又称鸡卵清蛋白，是血浆中含量最多的蛋白质，站的55%，相对分子质量较小。容易引起输液反映，更可引起各种肝病，甚至的感染。白蛋白多肽可避免污染，价格较低，而且口服方便。
2、易消化、易吸收：鸡卵清蛋白是目前公认的最优秀的蛋白质，其生物效应高达94。而肽类吸收并进入细胞要优先于。一些小分子多肽进入人体可作为在组织水平上引起机体的生物学效应。因此从营养学角度来说，丰富全面的加上多肽良好的吸收性能，白蛋白多肽的营养价值是无法比拟的。
3、低：经证明，白蛋白多肽在体内产生生物学效应时，并不会引起身体的过敏反应，对对于婴幼儿、中老年人、孕妇、病后恢复及肠胃功能障碍患者具有显著的应用价值。
白蛋白多肽作用
（1）、对肝脏具有恢复作用。白蛋白合成需要肝脏，对于白蛋白来源不足，受损是一种负担，补充白蛋白多肽，直接参与机体组织的生物化学过程，无须肝脏参与，并恢复肝脏功能。
（2）、营养调节作用：鸡卵清蛋白和人的氨基酸组成比例非常相似，含人体所需的所有氨基酸，白蛋白多肽喊有人体所需的20种氨基酸包括，可补充机体所需要的各种氨基酸，同时其与人血清蛋白组成比例相似，可代替血清蛋白，协助提内多种物质的运转代谢。
（3）、调节免疫：白蛋白多肽可促进的功能恢复，恢复、脾、等功能，提高集体抗病能力。对少年、儿童及中老年抵抗病毒侵袭和，增强抗病能力非常有利。
（4）、促进食物中的的吸收：白蛋白多肽具有促进核苷吸收及运转的作用，并增加在肝和胸腺组织的分布。白蛋白多肽对机体细胞具有，可提高核酸及分解产物的吸收和提高免疫器官的分布，可有益于免疫细胞内核酸代谢的，并提高机体的细胞免疫功能。
．食品工业科技．2008-5[引用日期]
．中国食品报网．[引用日期]