更新时间：2022-08-25 12:05
自然界的氨基酸种类很多，除常见的20种可组成蛋白质的氨基酸外，还有更多的氨基酸同样具有重要的生物学意义。人体中缺少某种氨基酸影响人体健康，引发各种疾病，因此检测人体中氨基酸的缺少对治疗疾病有重要的意义。
全谱氨基酸除了包含必需氨基酸外，也包含各种非必须氨基酸。基本由以下几种组成：
精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、γ-氨基丁酸、甘氨酸、丝氨酸、牛磺酸、酪氨酸、a-氨基已二酸、天门冬酰胺、天门冬氨酸、瓜氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、鸟氨酸、半胱氨酸、胱硫醚 、同型半胱氨酸、α-氨基正丁酸 、丙氨酸、鹅肌肽 、b-丙氨酸、b-氨基异丁酸、肌肽、乙醇胺、δ-羟基赖氨酸 、羟化脯氨酸、1-甲基组氨酸、3-甲基组氨酸、磷酸乙醇胺、磷酸丝氨酸、脯氨酸、肌氨酸、精氨(基)琥珀酸、羟化瓜氨酸。
全谱氨基酸在体内是一个平衡状态，这一状态的失衡是众多疾病的诱因或表现形式。全谱氨基酸检测可以作为健康诊断和疾病筛查的重要手段，可以为及早预防疾病、改善身体营养状态和营养补充提供参考标准。全谱氨基酸失衡是众多疾病的诱因或表现形式，涉及代谢、肿瘤、免疫、病毒、心脑血管、神经系统、肾病、糖尿病、亚健康、老年病等各类疾病和儿童生长发育、营养健康、肌肉骨骼生长、激素分泌、解毒功能等人体各种健康环节。
全谱氨基酸检测通过对人体内 42 种氨基酸的精确检测，揭示人体内详细的氨基酸代谢状况，从而从不同的代谢路径提示人体的健康状况。不管是神经内分泌系统、氨能量代谢系统或者是硫代谢等等，各种代谢途径都可以检测到。氨基酸的研究是代谢组学中最为重要的一环。目前，科学对氨基酸的研究比较广泛和系统，且现今氨基酸检测技术繁多。1958年，Spackman等首先提出了用阳离子交换色谱与柱后茚三酮衍生结合的方法分析蛋白质中的氨基酸，实现了氨基酸分析的自动化。其后，新的氨基酸分析方法不断涌现，柱前衍生反相高效液相色谱法、高效阴离子交换色谱 - 积分脉冲安培检测法、毛细管电泳法、串联质谱法等相继应用于氨基酸分析。
大多数氨基酸不具备生色团，因此无法利用分光光度法直接检测，故需采用化学衍生技术，使之生成可在紫外或可见光区有光吸收的化合物，或者采用荧光法检测，但是衍生会导致反应产物多样性。因此，经过衍生再进行分析，很难判断降解物的来源，所以在氨基酸的分析中，如采用不经衍生就能直接检测的技术，可避免定量衍生中一级氨和二级氨衍生化产物不同以及衍生化产物不稳定等带来的问题。高效阴离子交换色谱-积分脉冲安培检测技术与蒸发光散射检测技术是目前常用的两种氨基酸直接检测技术，其中蒸发光散射检测技术已经在药物分析、生化物质测定、高分子分析、表面活性剂等方面得到广泛应用。蒸发光散射检测技术与HPLC联用测定氨基酸，具有如下特点：灵敏度高，可消除溶剂等的影响；对流动相系统温度变化不敏感，可进行梯度洗脱；可扩大液相色谱的应用范围，能消除杂质和流动相的紫外吸收干扰；无需测定校正因子就可进行定量分析；分析氨基酸无需柱前、柱后衍生，可一次进样进行测定。
（1）柱后衍生高效阳离子交换色谱分析法
高效阳离子交换色谱（HPCEC）-柱后茚三酮衍生光度检测分离测定氨基酸是一种经典的氨基酸分析方法。该方法利用氨基酸在酸性条件下形成阳离子而在阳离子交换柱中分离，分离后的氨基酸用茚三酮衍生而在紫外可见光检测器下可被检测到。该方法以阳离子交换树脂为固定相、酸性缓冲液为流动相，在柱后流出液中加入茚三酮使氨基酸生成具有可见光吸收的衍生物来进行检测，具有重现性好、仪器稳定、结果可靠、适合于大量常规样品分析等优点。另外，由于衍生化反应发生在氨基酸与其物质分离之后，因而避免了其他物质的干扰，适合复杂样品中氨基酸的分析。但是此方法仪器复杂、体积大、费用高，且脯氨酸与其它氨基酸检测波长不同不能同时测定。氨基酸分析自动仪就是基于阳离子交换色谱分离、柱后茚三酮衍生光度检测技术设计的。目前的自动氨基酸分析仪可将分析时间缩短至1h以内。氨基酸自动分析仪实际上属专门用来分析氨基酸的高效液相色谱仪，其优点是高压、快速、灵敏，试剂和样品用量少、重现性好、分析结果稳定，因而被广泛用于食品、医学、农业以及微生物等领域。
（2）柱前衍生反相高效液相色谱分析技术
柱前衍生反相高效液相色谱法（RP-HPLC）分析氨基酸近年来得到了迅速发展，逐渐取代柱后衍生高效阳离子交换色谱（HPCEC）在许多领域中的应用。RP-HPLC 分析方法更加快速灵敏，与专业氨基酸分析的自动分析仪不同，其适用性更广、更灵活。RP-HPLC 要求将氨基酸在柱前转化为适于反相色谱分离并能被灵敏检测的衍生物，柱前衍生的关键在于衍生试剂的选择。选择衍生试剂的标准是能与各氨基酸定量反应，每种氨基酸只生成一种化合物且产物有一定的稳定性，不产生干扰物或产生易于排除的干扰物。该法操作简单，色谱分离分辨率高、检测灵敏度高，分析时间短，便于实现自动化和使产物能在不同型号的高效液相色谱仪上测定。目前常用的柱前衍生试剂有邻苯二甲醛（OPA）、异硫氰酸苯酯（PITC）、氯甲酸芴甲酯（FMOC-Cl）及丹酰氯（Dansyl-Cl）。衍生后的氨基酸一般键合在 C18 柱上，利用液液分配原理进行分离。流动相多以乙酸盐或磷酸盐缓冲液为主，以乙腈、甲醇或四氢氟喃为调节剂。由于氨基酸衍生物仍保留着两性化合物的特点，除改变调节剂之外，还可通过调节缓冲液 pH 值、离子强度、柱温等使之达到理想的分离。当然，不同衍生物所选用的柱型、流动相以及氨基酸的洗脱时间和顺序不尽相同。柱前衍生反相高效液相色谱法可用于分析蛋白质水解液、生理体液和食品等多种样品中的氨基酸。
（3）iTRAQ 试剂衍生、同位素内标标记、液相色谱-串联质谱检测氨基酸技术
质谱仪是用来测量单个分子质量的仪器，但实际上质谱仪提供的是分子的质量与电荷比（m/z 或m/e）。质谱法是一强有力的分析技术，它可用于未知化合物的鉴定、定量分析、分子结构及化学特性的确定等方面。iTRAQ 试剂为可与氨基酸 N 端及赖氨酸侧链连接的胺标记同重（iso-baric）。在质谱图中，任何一种 iTRAQ 试剂标记的不同样本中的同一氨基酸表现为相同的质荷比。在串联质谱中，信号离子表现为不同质荷比（114~117）的峰，因此，根据波峰的高度及面积，可以得到氨基酸的定量信息。iTRAQ试剂是一种小分子同重元素化学物质，包括三部分：一端是报告部分（reporter group），另一端是肽反应部分（peptide reactive group），中间部分是平衡部分（balance group）。iTRAQ 技术是由美国应用生物系统公司（Applied Biosystems Incorporation，ABI）2004年开发的同位素标记相对和绝对定量（isobaric tagsfor relative and absolute quantitation，iTRAQ）技术，是一种新的、功能强大的可同时对四种样品进行绝对和相对定量研究的方法，这种方法是建立在 iTRAQ 试剂的基础上。iTRAQ 技术主要有分离能力强、分析范围广、定性分析结果可靠，可以同时给出每一个组分的分子量和丰富的结构信息等特点；MS 具备高灵敏度、检测限低、分析时间快、分离效果好、自动化程度高等特点。运用 iTRAQ 试剂标记氨基酸，可以将氨基酸碎片离子从低分辨率的背景中脱离出来，提高检测的灵敏度。串联质谱 MRM 技术是目前用于定量的最好的质谱技术。此技术根据氨基酸母离子质量数与碎片离子质量数，选择母粒子 - 子离子对，允许符合要求的子离子进入碰撞室，碰撞结束后，只记录设定子离子信号，通过母粒子与子离子的两次选择，去除干扰离子，降低化学背景，提高灵敏度。在分析化学领域，这种质谱扫描模式已成熟运用于复杂体系的小分子化合物分析。iTRAQ 试剂衍生、同位素内标标记、LC-MS/MS技术检测氨基酸可以达到 15 分钟检测 45 种氨基酸，相对于现行的其他设备 , 极大提高工作效率，减少了因检测周期长而造成检测时样本内个别氨基酸相互转化的影响，尤其是生物样本。而且每一个氨基酸都有自己独立的同位素内标，可以精确定量测定，严格区分测定同分异构体，高灵敏度，精确到 pmol 级别，线性范围宽不受柱效降低而影响检测结果。
此方法能够同时分析复杂基质中 42 种氨基酸，为临床、科研、保健品药品开发等提供了更多的信息。检测的氨基酸涉及尿素循环、鸟氨酸循环、神经内分泌代谢、氨能量代谢、硫代谢、运动代谢组学等等多个代谢组学系统，为氨基酸代谢组学分析研究提供更多理论指导和技术支持。