Phân tích axit amin trong thực phẩm bổ sung bằng hệ thống Alliance™ iS HPLC và phương pháp dẫn xuất AccQ•Tag™ Ultra

Kimberly Martin, Paula Hong

Waters Corporation, Hoa Kỳ

Ngày công bố: 17 tháng 4 năm 2026

Tóm tắt

Phân tích axit amin (AAA) là kỹ thuật nền tảng trong nghiên cứu dinh dưỡng và đánh giá chất lượng thực phẩm bổ sung, nhưng vẫn đặt ra nhiều thách thức về phân tích. Nhiều axit amin không có nhóm mang màu với khả năng hấp thụ UV mạnh, vì vậy cần dẫn xuất hóa để có thể phát hiện với độ nhạy cao. Hệ hóa chất dẫn xuất AccQ•Tag Ultra là giải pháp được sử dụng rộng rãi và có độ bền vững cao trước những thách thức này. Phương pháp dẫn xuất hóa trước cột sử dụng thuốc thử 6-aminoquinolyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate (AQC), phản ứng nhanh và định lượng với cả amin bậc một và bậc hai để tạo thành các dẫn xuất ổn định. Khi kết hợp với sắc ký pha đảo, hệ hóa chất này mang lại độ nhạy cao, độ ổn định tốt và thời gian lưu có khả năng tái lập, đặc biệt phù hợp với nền mẫu thực phẩm bổ sung phức tạp.

Nghiên cứu này đánh giá hiệu năng của hệ thống Alliance iS HPLC kết hợp với vật tư phân tích axit amin AccQ•Tag Ultra trong việc định lượng axit amin trong thực phẩm bổ sung. Hệ thống hỗ trợ quy trình AccQ•Tag đã được tối ưu hóa với cột 2,5 µm, khả năng tạo gradient bốn dung môi chính xác, kiểm soát nhiệt độ cột và phát hiện UV có độ nhạy cao. Cách tiếp cận này cho thấy lợi ích của việc kết hợp hệ thống Alliance iS HPLC, công nghệ cột AccQ•Tag và các tính năng thông minh của hệ thống, phù hợp với các phòng thí nghiệm thực hiện phân tích axit amin thường quy trong kiểm nghiệm thực phẩm bổ sung.

Lợi ích

• Hệ thống Alliance iS HPLC kết hợp với cột AccQ•Tag Ultra 2,5 µm, thuốc thử và vật tư tiêu hao cung cấp một phương pháp HPLC đáng tin cậy và có độ bền vững cao để phân tích axit amin trong dịch thủy phân và axit amin dùng cho nuôi cấy tế bào, được thiết kế cho các phòng thí nghiệm phải đáp ứng yêu cầu quản lý.
• Việc kết hợp hệ thống và vật tư tiêu hao với hệ thống dữ liệu sắc ký Empower™ 3 (CDS) mang đến giải pháp trọn gói cho phân tích axit amin trong thực phẩm bổ sung. Các phòng thí nghiệm phải đáp ứng yêu cầu quản lý có thể sử dụng một hệ thống hiện đại, sẵn sàng hỗ trợ tuân thủ và được thiết kế để giảm những sai sót thường gặp khi thiết lập hệ thống.

Giới thiệu

AAA là kỹ thuật nền tảng trong hóa học phân tích, hỗ trợ các quy trình quan trọng trong phát triển dược sinh học, khoa học dinh dưỡng và tối ưu hóa nuôi cấy tế bào. Trong nghiên cứu dinh dưỡng, việc xác định chính xác thành phần axit amin cung cấp thông tin cho xây dựng công thức dinh dưỡng, kiểm soát chất lượng và nghiên cứu thành phần thực phẩm. Vì vậy, các phương pháp phân tích chính xác và có khả năng tái lập có vai trò thiết yếu đối với cả ứng dụng lâm sàng lẫn công nghiệp. Trong số các giải pháp hiện có, công nghệ AccQ•Tag Ultra — kết hợp thuốc thử dẫn xuất AQC với cột và dung môi rửa giải chuyên dụng — đã trở thành một phương pháp được sử dụng rộng rãi nhờ độ nhạy, độ bền vững, độ ổn định và khả năng tái lập vượt trội. Phương pháp này sử dụng dẫn xuất hóa trước cột với 6-aminoquinolyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate (AQC), phản ứng định lượng với cả amin bậc một và bậc hai để tạo thành các dẫn xuất huỳnh quang có độ ổn định cao.

Phép tách pha đảo các axit amin đã được gắn nhãn AQC bằng cột và thuốc thử AccQ•Tag Ultra đã cho thấy khả năng tái lập rất tốt trên hệ thống ACQUITY Arc™ và Arc HPLC.¹ Để duy trì hiệu năng nhất quán, hệ thống LC cần có khả năng tạo gradient bốn dung môi chính xác, kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ khoang cột và phát hiện UV với độ nhạy cao. Trong nghiên cứu này, phương pháp được chuyển sang hệ thống Alliance iS HPLC với đầu dò TUV để phân tích axit amin trong thực phẩm bổ sung, qua đó cho thấy tính phù hợp của hệ thống đối với các phòng thí nghiệm cần định lượng axit amin và phải đáp ứng yêu cầu quản lý.

Thực nghiệm

Mô tả mẫu

Tất cả dung dịch chuẩn hiệu chuẩn được pha từ bộ chuẩn axit amin dùng cho nuôi cấy tế bào của Waters (mã sản phẩm: 186009300), sử dụng norvaline (mã sản phẩm: 186009301) làm chuẩn nội và dung dịch axit clohydric (HCl) 0,1 N trong nước làm dung môi pha loãng.³ Dung dịch gốc chuẩn nội được pha ở nồng độ 2.500 µM trong HCl 0,1 N. Nồng độ cuối của các dung dịch chuẩn được điều chỉnh theo khoảng hàm lượng của từng sản phẩm bổ sung; norvaline (chuẩn nội) được sử dụng ở nồng độ 250 µM.

Chuẩn bị mẫu viên nang bổ sung axit amin

Mẫu viên nang bổ sung axit amin đã quá hạn sử dụng được thu thập và cân. Ba viên nang tương ứng một khẩu phần; để có lượng mẫu đủ và bảo đảm tính đồng nhất, chín viên nang (ba khẩu phần) được chuẩn bị. Tổng khối lượng chín viên là 7.255,76 mg. Mẫu được pha loãng trong 200 mL HCl 0,1 N trong nước, siêu âm trong 1,5 giờ rồi khuấy thêm 1 giờ. Sau đó, mẫu được lọc qua màng lọc HA 0,45 µm.

Dịch chiết mẫu được pha loãng bổ sung theo tỷ lệ 1:50, đưa hệ số pha loãng tổng thể của mẫu lên 1:10.000. Sau đó, mẫu được dẫn xuất theo quy trình dẫn xuất AccQ•Tag Ultra của Waters.⁴

Điều kiện sắc ký lỏng (LC)

Bảng chương trình gradient

Quản lý dữ liệu

Kết quả và thảo luận

Hồ sơ axit amin của mẫu viên nang thực phẩm bổ sung

Để đánh giá độ bền vững của phương pháp, phương pháp đã được xác minh trước đó trên hệ thống ACQUITY Arc HPLC¹ được chuyển sang hệ thống Alliance iS HPLC với đầu dò TUV. Trong thử nghiệm này, chuẩn axit amin dùng cho nuôi cấy tế bào được đánh giá trên Alliance iS HPLC về độ lặp lại, tính tuyến tính và độ nhạy. Các thông số được kiểm tra gồm giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng (LOD/LOQ), tính tuyến tính của đường chuẩn và độ chụm trong cùng phép thử; kết quả tương đương với các kết quả đã ghi nhận trước đây.¹ Các kết quả trong Bảng 1 cho thấy hệ thống Alliance iS HPLC có hiệu năng nhất quán, hỗ trợ phân tích axit amin bền vững và đáp ứng các tiêu chí của phương pháp phục vụ định lượng. Phép tách sắc ký của chuẩn thủy phân axit amin và chuẩn axit amin dùng cho nuôi cấy tế bào được trình bày dưới dạng các sắc ký đồ chồng trong Hình 1.

Bảng 1. Hiệu năng phương pháp với chuẩn axit amin dùng cho nuôi cấy tế bào trên hệ thống Alliance iS HPLC.

Hình 1. Sắc ký đồ chuẩn thủy phân axit amin và chuẩn axit amin dùng cho nuôi cấy tế bào được phân tích trên hệ thống Alliance iS HPLC với đầu dò TUV.

Sau khi đánh giá hiệu năng phương pháp, các sản phẩm viên nang bổ sung axit amin thương mại được phân tích để định lượng hàm lượng axit amin và so sánh với công bố trên nhãn của nhà sản xuất. Do nền mẫu phức tạp, mẫu được chiết trước khi dẫn xuất hóa; quy trình chuẩn bị mẫu cũng được tối ưu hóa ở một số bước. Các dẫn xuất axit amin trong nền mẫu được tách hiệu quả bằng sắc ký lỏng pha đảo với điều kiện gradient đã tối ưu, cho thời gian lưu và hình dạng pic ổn định trên toàn bộ nhóm chất phân tích.¹ Không quan sát thấy pic gây nhiễu. Sắc ký đồ của mẫu viên nang và chuẩn axit amin dùng cho nuôi cấy tế bào được trình bày trong Hình 2.

Hình 2. Sắc ký đồ chồng phóng to của chuẩn axit amin dùng cho nuôi cấy tế bào và mẫu viên nang axit amin trên hệ thống Alliance iS HPLC với đầu dò TUV.

Kết quả định lượng được so sánh với hàm lượng công bố trên nhãn để đánh giá độ chính xác và sự tuân thủ. Việc đánh giá này rất cần thiết để xác minh tính toàn vẹn của sản phẩm, hỗ trợ các quá trình bảo đảm chất lượng và đáp ứng các yêu cầu quản lý đối với ghi nhãn thực phẩm bổ sung. Dữ liệu độ thu hồi cho thấy quy trình phân tích — dẫn xuất hóa bằng AQC kết hợp tách bằng sắc ký lỏng pha đảo (RPLC) trên hệ thống Alliance iS HPLC — đạt hiệu năng đáng tin cậy đối với tất cả axit amin được đánh giá. Độ thu hồi nằm trong khoảng 75–113%; phần lớn nằm trong khoảng ưu tiên 88–99%, cho thấy sự phù hợp tốt với nồng độ kỳ vọng. Kết quả này phù hợp với hiệu năng thường gặp khi phân tích axit amin trong nền thực phẩm bổ sung phức tạp, nơi hiệu suất chiết và tương tác với nền mẫu thường ảnh hưởng đến độ thu hồi cuối cùng.

Bảng 2. Hàm lượng axit amin trong mẫu viên nang bổ sung (chín viên đã chuẩn bị), bao gồm kết quả định lượng và phần trăm độ thu hồi.

Một số axit amin có độ thu hồi gần giới hạn trên hoặc dưới của khoảng quan sát được. Sai lệch này có thể xuất phát từ việc chiết chưa hoàn toàn, hiện tượng nền mẫu làm giảm hoặc tăng tín hiệu, hoặc sự khác biệt vốn có về hiệu suất dẫn xuất giữa một số axit amin. Mặc dù các kết quả vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được đối với phân tích thực phẩm bổ sung, việc tối ưu hóa thêm quy trình chiết—chẳng hạn đánh giá hệ dung môi thay thế, điều chỉnh thời gian chiết hoặc tăng cường khuấy trộn cơ học—có thể cải thiện độ thu hồi.

Nhìn chung, độ thu hồi của phần lớn axit amin tập trung trong một khoảng hẹp, phản ánh độ bền vững của cả phản ứng dẫn xuất hóa lẫn phương pháp sắc ký. Thuốc thử AQC đã được nghiên cứu rõ về độ ổn định và khả năng dẫn xuất hóa hiệu quả nhiều loại axit amin, cho phép phát hiện bằng huỳnh quang hoặc UV với khả năng tái lập tốt. Hệ thống Alliance iS HPLC tiếp tục cải thiện khả năng tái lập của phương pháp thông qua giám sát thiết bị thông minh, kiểm soát lưu lượng ổn định và duy trì điều kiện môi trường nhất quán, giúp giảm biến thiên trong vận hành thường quy.

Kết luận

Định lượng chính xác axit amin trong thực phẩm bổ sung là điều thiết yếu để xác minh thông tin trên nhãn, bảo đảm tính toàn vẹn của sản phẩm và đáp ứng yêu cầu quản lý về ghi nhãn cũng như kiểm soát chất lượng sản phẩm dinh dưỡng. Vì axit amin là thành phần chức năng quan trọng, phương pháp phân tích cần có độ chụm, độ chính xác và độ bền vững cao để đáp ứng yêu cầu chất lượng.

Trong nghiên cứu này, sự kết hợp giữa dẫn xuất hóa trước cột bằng AQC và phép tách HPLC pha đảo trên hệ thống Alliance iS HPLC mang lại hiệu năng phân tích tốt trên một nhóm axit amin đa dạng. Độ thu hồi nằm trong khoảng từ 75% đến 113,2% so với hàm lượng do nhà sản xuất công bố trên nhãn; phần lớn axit amin có độ thu hồi trong khoảng ưu tiên 88%–99%. Những kết quả này cho thấy hiệu quả của hệ hóa chất dẫn xuất AccQ•Tag Ultra, cũng như độ ổn định sắc ký, khả năng tái lập và độ tin cậy tổng thể của hệ thống Alliance iS HPLC.

Nhìn chung, kết quả về độ chụm và độ thu hồi xác nhận tính bền vững của quy trình phân tích và cho thấy hệ thống Alliance iS HPLC phù hợp với các ứng dụng kiểm soát chất lượng thường quy trong phòng thí nghiệm chịu sự quản lý. Sự tương đồng cao giữa nồng độ đo được và giá trị công bố trên nhãn hỗ trợ xác minh tính toàn vẹn của sản phẩm, đồng thời củng cố độ tin cậy về độ chính xác định lượng của phương pháp. Bằng cách kết hợp thiết bị thông minh tiên tiến với phương pháp sắc ký được thẩm định chặt chẽ, hệ thống Alliance iS HPLC giúp các phòng thí nghiệm phân tích axit amin duy trì độ bền vững, tạo dữ liệu có khả năng tái lập và đáp ứng yêu cầu tuân thủ mà không làm giảm hiệu quả vận hành hoặc năng suất.

Tài liệu tham khảo

• Martin, K.; Berthelette, K.D.; Hong, P. Instrument Considerations for Reliable Amino Acid Analysis Using AccQ•Tag Ultra C18 2.5 µm Column. Waters Application Note. 720007678. 2022.
• FDA, Guide for Industry Q6B Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products. Q6Bfnl.PDF. 1999.
• Amino Acids Standard Kits Care and Use Manual, Waters Corporation Care and Use Manual. 720006663. 2024.
• AccQ•Tag Ultra Derivatization Kit Care and Use Manual, Waters Care and Use Manual, 715001331. 2014.

Sản phẩm nổi bật

• Alliance iS HPLC System
• ACQUITY Arc System
• Empower Chromatography Data System (CDS)

Nguồn: Bài viết gốc trên Waters (tiếng Anh)