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Aminosäuren

Aminosäuren sind die Bausteine der Proteine und spielen eine zentrale Rolle in nahezu allen biologischen Prozessen. Im menschlichen Körper sind sie essentiell für den Aufbau von Gewebe, die Reparatur von Zellen und die Produktion von Enzymen und Hormonen. Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, von denen einige als "essentiell" bezeichnet werden, da der Körper sie nicht selbst herstellen kann und sie daher über die Nahrung aufgenommen werden müssen. Aminosäuren sind auch entscheidend für den Stoffwechsel, das Immunsystem und die Regulierung zahlreicher physiologischer Funktionen, wie den Transport und die Speicherung von Nährstoffen.

 

Die Aminosäuren-Analytik ist daher von großer Bedeutung, da sie präzise Informationen über die Menge und das Profil der Aminosäuren in biologischen Proben, Lebensmitteln oder pharmazeutischen Produkten liefert. Diese Analysen sind unerlässlich, um den Ernährungsstatus zu bewerten, Stoffwechselstörungen zu diagnostizieren und die Qualität von Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln sicherzustellen. In der Medizin hilft die Aminosäuren-Analytik dabei, Ungleichgewichte zu erkennen, die auf gesundheitliche Probleme hinweisen können, wie z. B. Lebererkrankungen oder genetische Stoffwechselstörungen. In der Lebensmittelindustrie trägt sie zur Kontrolle und Optimierung von Proteininhalten bei, was besonders für die Qualitätssicherung und die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben entscheidend ist.

Übersicht über die verschiedenen Aminosäuren und die Polarität der Seitenketten.

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Inertsil ODS-4 5µm column 2.1 x 100mm HPLC-Säule
5020-03914
484,00 €
Inertsil CN-3 5µm column 4.6 x 250mm HPLC-Säule
5020-01941
608,00 €
Halo Penta-HILIC 90Å 2.7µm 150x2.1mm HPLC-Säule 1 Stk
AMT-92812-705
810,00 €
Halo Penta-HILIC 90Å 2.7µm 100x2.1mm HPLC-Säule 1 Stk
AMT-92812-605
725,00 €
Halo Glycan HILIC 90Å 2.7µm 100x2.1mm HPLC-Säule 1 Stk
AMT-92922-605
815,00 €
Halo AQ-C18 90Å 2.7µm 150x2.1mm HPLC-Säule 1 Stk
AMT-92812-722
810,00 €
Ambr Vial 2ml scr top Si/PTFE Seal 100/Pack
TFS-60180-565
Amaze HD 3.0x100 mm ,5 um 100A
AHD-301051
1.011,00 €
Amaze SC 4.6x250 mm ,5 um 100A
ASC-462551
1.121,00 €
TSKgel ODS-100V, 5 µm, 100 Å 250 mm x 4.6 mm
TSH-21456
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Technische Daten

Derivatisierung von Aminosäuren

Um Aminosäuren mit Hilfe von Fluoreszenz zu detektieren oder diese mittels Umkehrphase zu trennen, müssen Aminosäure derivatisiert werden. Die klassische Methode verwendet eine Trennung der Aminosäuren durch die Ionenaustauschchromatographie mit einer anschließenden Nachsäulenderivatisierung, um die Detektion mit einem Fluoreszenzdetektor zu ermöglichen. Als Reagenz kann hierbei ortho-Phthaldialdehyd (OPA), 9-Fluorenyl-methoxycarbonyl-chlorid (FMOC-Cl), Ninhydrin oder Fluorescamin eingesetzt werden.

 

Die modernste Technik der Derivatisierung von Aminosäuren ist hierbei die Vorsäulenderivatisierung mit ortho-Phthaldialdehyd (OPA) und anschließender Trennung mit der Umkehrphasenchromatographie (Reversed Phase Chromatography) und anschießender Fluoreszenz Detektion. Die Vorteile hierbei sind die schnelle Analysenzeiten und die hohen Empfindlichkeiten. Ein großer Nachteil ist jedoch das OPA nur mit primären Aminen reagiert. Für sekundäre Amine wie Prolin funktioniert diese Derivatisierungsmethode nicht.

 

Für die Vorsäulenderivatisierung von sekundären Aminen, wird daher das Reagenz 9-Fluorenyl-methoxycarbonyl-chlorid (FMOC-Cl) eingesetzt. Die Aminosäuren können nach dieser Derivatisierung ebenfalls mittels Umkehrphasenchromatographie getrennt und über Fluoreszenz detektiert werden.

On-line und Off-line Derivatisierung

Für die Nachsäulenderivatisierung wird zusätzliche Hardware benötigt. Das Derivatisierungsreagenz muss nach der Trennung der Aminosäuren genau dosiert zu den Aminosäuren hinzugegeben werden. Dies wird über eine weitere Pumpe nach der Trennung bewerkstelligt. Nach der Zugabe des Reagenz, brauchen die Aminosäuren eine gewisse Zeit, um zu regaieren. Daher wird eine Schleife oder eine speziell verwobene Kapillare verwendet, um eine spezifische Reaktionszeit zu erhalten. Ein Beispielhafter Aufbau kann in der Abbildung rechts gefunden werden.

 

Bei der Vorsäulenderivatisierung kann auch eine on-line Lösung implementiert werden. Dazu muss nur die Anordnung der Nachsäulenderivatiserung so geändert werden, dass die Derivatisierung vor der Säule stattfindet. Jedoch kann diese Derivatisierung auf off-line durchgeführt werden, wodurch es keine zusätzliche Hardware Anforderung an das HPLC System gibt. Die Probe wird dabei bereits vor der Injektion in das HPLC System derivatisert.

Nachsäulenderivatiserung - Aufbau des HPLC Systems

Analyse von Aminosäuren ohne Derivatisierung

Es ist ebenfalls möglich die Aminosäuren ohne eine Derivatisierung zu trennen und zu detektieren. Dabei findet die Trennung wie in der Nachsäulenderivatisierung über Ionenaustausch- oder weitere spezielle Säulen statt. Die anschließende Detektion erfolgt dann über die Massenspektrometrie (MS). Als spzeielle Säule für die Trenung von nicht derivatisierten Aminosäuren soll hier die Intrada Amino Acid von Imtakt hervorgehoben werden. Mit diesen Säulen ist eine Analyse der 20 Aminosäuren innerhalb von 10 min mit einer MS/MS Detektion ohne Derivatiserung möglich.

Applikationen

Underivatisierte Aminosäuren Analyse mit Imtakt Intrada Amino Acid

Bestimmung von 20 Aminosäuren

Peakidentitäten

Trp = tryptophan  Phe = phenylalanine  Tyr = tyrosine  Met = methionine  Leu = leucine , Ile= isoleucine  Val = valine  Glu = glutamic acid  Pro = proline  Thr = threonine  Asp = aspartic  acid  Ala = alanine  Ser = serine  Gln = glutamine  Lys = lysine  Gly = glycine  Asn = asparagine  Cys = cysteine  His = hystidine  Arg = arginine

Testbedinungen

Säule: Intarda Amino Acid 50 x 3 mm

Vorsäulenderivatisierung von Aminosäuren mit OPA und FMOC mit GL Sciences Inertsil ODS-4 HP

Peakidentitäten

1. OPA-Aspartic Acid  2. OPA-Glutamic Acid  3. OPA-Asparagine  4. OPA-Serine  5. OPA-Glutamine  6. OPA-Histidine  7. OPA-Glycine  8. OPA-Threonine  9. OPA-Citruｌline  10. OPA-Arginine  11. OPA-Alanine  12. OPA-GABA(4-aminobutanoic acid)  13. OPA-Tyrosine  14. OPA-Cys-Cys  15. OPA-Valine  16. OPA-Methionine  17. OPA-Tryptophan  18. OPA-Phenylalanine  19. OPA-Isoleucine  20. OPA-Leucine  21. OPA-Lysine  22. Fmoc-Proline

Testbedingungen

Säule: Inertsil ODS-4 HP 150x3.0mm 3µm (5020-14005)

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Hersteller Übersicht

AMT

HPLC - HILIC:

  • HALO 90Å Glycan, 2.7µm
  • HALO 90Å Penta-HILIC, 2.7µm

 

HPLC - Reversed Phase:

  • HALO 90Å AQ-C18, 2.7µm

ChromaNik

HPLC - Reversed Phase:

  • SunShell RP-AQUA, 2.6µm
  • SunShell C18, 2.6µm
  • SunShell PFP, 2.6µm
  • SunShell PFP&C18, 2.6µm
  • SunShell Biphenyl, 2.6µm
  • SunArmor NH2, 5µm

 

UHPLC - Reversed Phase:

  • Sunniest C18-HT, 2µm

Concise

HPLC - IEX:

  • AminoSep
  • Amino Acid

GL Sciences

HPLC - Reversed Phase:

  • Inertsil CN-3, 5µm
  • Inertsil ODS-2, 5µm
  • Inertsil ODS-4, 3µm
  • Inertsil ODS-4 HP, 3µm
  • Inertsil ODS-4V, 5µm
  • InertSustain C18, 3µm
  • InertSustain C30, 5µm
  • InertSustain PFP HP, 3µm
  • InertSustainSwift C18, 5µm

 

UHPLC - Reversed Phase:

  • Inertsil ODS-4, 2µm

 

HPLC - HILIC:

  • Inertsil Diol, 5µm
  • InertSustain Amide, 5µm

 

GC:

  • InertCap 5MS

Helix

HPLC - Mixed-Mode:

  • Amaze HD, 5µm
  • Amaze SC, 5µm

Imtakt

HPLC - HILIC:

  • Intrada Amino Acid

Macherey-Nagel

HPLC - Reversed Phase:

  • Nucleosil C18, 5µm
  • Nucleodur C18 ec, 5µm

 

GC:

  • Lipodex E

Nacalai

HPLC - Reversed Phase:

  • Cosmosil 3C18 AR-II, 3µm
  • Cosmocore 2.6C18, 2.6µm
  • Cosmosil 3PBr, 3µm
  • Cosmosil 3C18-EB, 3µm
  • Cosmosil Cholester

Osaka-Soda

HPLC - Reversed Phase:

  • Capcell Core AQ, 2.7µm
  • Capcell Core C18, 2.7µm
  • Capcell PAK C18 UG80, 5µm
  • Capcell PAK C18 UG120, 5µm
  • Capcell PAK C18 MG, 5µm

 

UHPLC - Reversed Phase:

  • Capcell PAK ADME-HR, 2µm

Restek

HPLC - Reversed Phase:

  • Ultra Aqueous C18, 5µm
  • Raptor ARC-C18, 2.7µm

 

HPLC - HILIC:

  • Raptor Polar X, 2.7µm

Sepax

HPLC - Reversed Phase:

  • GP-C18, 5µm

Shimadzu

HPLC - Reversed Phase:

  • Shim-pack XR-ODS, 2.6µm

 

UHPLC - Reversed Phase:

  • Shim-pack XR-ODSII, 2.2µm

 

UHPLC - Spezial Säule:

  • Shim-pack UF-Amino, 2.2µm

 

HPLC - IEX:

  • Shim-pack Amino-Li, 5µm
  • Shim-pack Amino-Na, 5µm

Shodex

HPLC - Reversed Phase:

  • RSpak NN-814

 

HPLC - HILIC:

  • HILICpak VC-50 2D
  • Asahipak NH2P-40 2D

 

HPLC - Ionenchromatographie:

  • IC YS-50
  • CXpak P-421S

Sielc

HPLC - Mixed-Mode:

  • Primesep 100, 5µm

Thermo

HPLC - Reversed Phase:

  • Acclaim PolarAdvantage, 5µm

 

UHPLC - Reversed Phase:

  • Acclaim PA2, 2.2µm

 

HPLC - HILIC:

  • Accucore-150-Amide-HILIC, 2.6µm

 

HPLC - IEX:

  • AminoPac PA10

 

GC:

  • TRACE TR-5

Tosoh

HPLC - Reversed Phase:

  • TSKgel ODS-100V, 5µm

Waters

UHPLC - Reversed Phase:

  • Cortecs UPLC C18, 1.6µm
  • MassTrak AAA, 1.7µm
  • AccQ Tag Ultra, 1.7µm
  • ACQUITY Premier HSS T3, 1.8µm
  • ACQUITY UPLC HSS T3, 1.8µm

 

UHPLC - HILIC:

  • XBridge Premier BEH Amide, 2.5µm

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