MCP旋光仪测氨基酸-光学活性两性离子

氨基酸在确定的酸性或碱性溶液下的偏振分析，在国 际药典和其他法规中是有规定的。因为它们的旋光 度/比旋光度强烈地依赖于pH值。 氨基酸质量可以通过使用Anton Paar的MCP旋光仪来 测试，它有两个不同的尺寸:MCP 100/150旋光仪体积 小，是小型实验室的解决方案。而Anton Paar的高端 MCP 5100/5300/5500旋光仪以其模块化概念而闻名， 能够灵活适应多类型的测量任务。Anton Paar 1 介绍 50多年前，氨基酸被发现是新陈代谢的重要组成部 分。这就是为什么它们在制药和食品行业扮演着重要 角色 。最近，生物制药行业正在强劲增长，氨基酸是 重组蛋白等的关键成分。 氨基酸在确定的酸性或碱性溶液下的偏振分析，在国 际药典和其他法规中是有规定的。因为它们的旋光 度/比旋光度强烈地依赖于pH值 。 氨基酸质量可以通过使用Anton Paar的MCP旋光仪来 测试，它有两个不同的尺寸：MCP 100/150旋光仪体积 小，是小型实验室的解决方案。而Anton Paar的高端 MCP 5100/5300/5500旋光仪以其模块化概念而闻名，能够灵活适应多类型的测量任务。多波长或 FillingCheck相机 等 选项可以在稍后的现场升级。自动 识别(Toolmaster)样品管和标准石英管信息是所有安东 帕旋光仪的标配功能。 2为什么要分析旋光性? 氨基酸是 一 组有机化合物，分为必需氨基酸和非必需 氨基酸(表1)。必需氨基酸不能在人体内合成，必须从 动物或植物食物中获得。 表1：氨基酸概述(1) Essential AA Non-essential AA Conditionally Precursors of Obtained from Synthezised by Essential AA Conditionally Nutrition the Body Essential AA Leucine Alanine Arginine Glutamine/glutamate /aspartate Isoleucine Asparagine Cysteine Methionine/ serine Histidin Aspartic Acid Glutamine Glutamic acid/ ammonia Lysine Glutamic Acid Glycine Serine / choline Methionine Serine Proline Glutamate Phenylalanine Tyrosine Phenylalanine Threonine Tryptophan 每 一 种氨基酸都有两种不同的形式，分别称为L型和D 型。氨基酸的L型通常是生物反应型(2)。氨基酸是两性离子，具有相同数量的带正电荷和负电 荷官能团，因此氨基酸的总电荷很大程度上取决于pH 值。这些特性影响分子的几何结构，因此也影响光的 旋光性(3)。 比旋度[a]”是在确定的浓度(c)为1g/100mL， 路径 长度(I)为1 dm， 波长为589 nm(钠D线)，温度为 20℃时的旋度(a)的量度： 因此，国际药典要求在确定的酸性或碱性溶液中测量 氨基酸：以确保产生可参比的结果；参见图1中的示例。 SPECIFIC TESTS ●O PTICAL ROTATION， S p ec ific R ot a tio n (781S)Sample solution： 80 mg/mL in 6 N hydrochloric acid Acceptance criteria： +24.0° to +26.0°， at 20° 图1：根据美国药典测定L-天冬氨酸的比旋度。. 对于制药工业来说，抗生素主要是在大的发酵生产过 程中在细胞内合成的。例如，青 霉素是从三种氨基酸 的 三 肽衍生而来的(4)。在生物化学过程中，氨基酸在 细胞内的翻译过程中相互连接以形成功能蛋白(图2)。 Figu r e 2： 在哺乳动物细胞内的生物合成转译过程中，氨基酸首先 形成短肽，最终形成功能蛋白. 氨基酸也可以从蛋白质水解物中提取。通过酶的作 用，蛋白质被“切”成氨基酸。此外，氨基酸可以通过化 学合成得到(5)。 生物制药，例如重组蛋白，既可以在细胞内生产，也 可以在细胞外生产。细胞不能产生大量的氨基酸来进 行大规模的蛋白质表达。因此，氨基酸是细胞培养基 中最重要的成分之一。这些氨基酸必须以特定的浓度 添加。 放射性标记氨基酸(放射性核苷+药理学=放射性药理 学)被用于正电子发射断层扫描(6)。这项技术通过检测 同位素产生的伽马射线可以精确定位生理过程。 在化妆品和个人护理产品中，动物或植物来源的氨基 酸主要用于头发/皮肤调理剂或抗衰老化妆品。 4 如何分析光学活性? MCP旋光仪系列中的任何旋光仪(图3)都可以用于此应 用。样品槽/石英控制板的相关参数(路径长度、样品温 度、材料类型、序列号、最后使用日期)通过 Toolmaster技术自动转移到仪器的软件中，以实现最 大程度的可追溯性和易于操作。 推荐的测量程序包括以下步骤： 1.用智能标准石英管校准MCP旋光仪。 2.使用FillingCheck摄像机检查样品管内的清洁度。 3.溶剂加入样品管后，将MCP旋光仪调零。 4.选择正确的方法。 5.加入应用样品，按下启动键并在几秒钟内收到结 果。 图3：来自Anton Paar的TheMCP旋光仪是分析氨基酸的理想工具。 5F References 1. Jennifer J. Otten， Jennifer Pitzi Hellwig， Linda D.Meyersd. DRI-Dietary Reference Intakes -The Essential Guide to Nutrient Requirements. The National Academies of Science， Engineering and Medicine. Washington D.C. ： The National Academies Press， 2006. S. p 147.https：//www.nap.edu/catalog/11537/. 2. Aliashkevich Alena， Alvarez Laura， Cava Felipe.New Insights Into the Mechanisms and Biological Roles of D-Amino Acids in Complex Eco-Systems.Frontiers in Microbiology. 2018， Bd. 9， S. 683.DOI=10.3389/fmicb.2018.00683. 3. Lo Nostro P， Ninham BW， Milani S， Fratoni L，Baglioni P. Specific anion effects on the optical rotation of glucose and serine. Biopolymers. 5.February 2006， Bd. 81， 2， S. 136-148. 4. Jon Clardy， Michael A Fischbach， Cameron R Currie. The natural history of antibiotics. Current Biology. 2009， Bd. 19， 11， S. R437-R441. 5. Yoshiharu Izumi， Ichiro Chibata， Tamio Itoh.Production and Utilization of Amino Acids.Angewandte Chemie-International Edition. 1978， Bd.17，3， S. 176-183. https：//doi.org/10.1002/anie.197801761. 6. Jager， Pieter Lowie. TUMOR IMAGING USING L-3-[123/JIODO-ALPHA-METHYL-TYROSINE.Rijksuniversiteit Groningen. Groningen ： Thesis University Groningen， 2000. S. pp 14-102.ISBN 90-367-1336-6. Contact Anton Paar GmbH Tel： +49 511 40095-0|www.anton-paar.com application-optotec@anton-paar.com