การวิเคราะห์กรดอะมิโนมีความสำคัญอย่างยิ่งในงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพ อุตสาหกรรมอาหาร การเกษตร และเภสัชกรรม เพื่อใช้ในการควบคุมคุณภาพและพัฒนาผลิตภัณฑ์ การทำงานของเครื่องวิเคราะห์กรดอะมิโน (Amino Acid Analyzer - AAA) ใช้เทคนิค Ion-Exchange Chromatography ร่วมกับปฏิกิริยา Ninhydrin แบบ Post-column derivatization ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานสากลที่ให้ความแม่นยำสูงกว่าเครื่อง HPLC ทั่วไป เครื่องวิเคราะห์รุ่น Hitachi LA8080 มีจุดเด่นที่ความรวดเร็วในการวิเคราะห์ (30 นาทีสำหรับวิธี PH) และความไวในการตรวจวัดที่เพิ่มขึ้นด้วยเทคโนโลยี TDE3 Reactor รูปแบบการวิเคราะห์แบ่งออกเป็น 2 ระบบหลัก คือ Protein Hydrolyzate (PH) สำหรับวิเคราะห์กรดอะมิโนที่เป็นองค์ประกอบในโปรตีน (~20 ชนิด) และ Physiological Fluid (PF) สำหรับวิเคราะห์กรดอะมิโนอิสระในของเหลวทางสรีรวิทยา (~40 ชนิดขึ้นไป) การประยุกต์ใช้ครอบคลุมตั้งแต่การศึกษารสชาติและโภชนาการในอาหาร (เช่น เนื้อจากพืช หรือแมลงกินได้) ไปจนถึงการวิเคราะห์ความถูกต้องของยาชีววัตถุและเปปไทด์ เช่น Oxytocin และ Calcitonin เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและมาตรฐานการผลิต

เครื่องวิเคราะห์กรดอะมิโน (Amino Acid Analyzer - AAA) เพื่อความเข้าใจระดับพื้นฐานและการนำไปประยุกต์ใช้

เรียบเรียงโดย น.ส.รุ่งทิพย์ กาวารี  

นักวิทยาศาสตร์ชำนาญการ

คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้

การวิเคราะห์กรดอะมิโนมีความสำคัญอย่างยิ่งในงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพ อุตสาหกรรมอาหาร การเกษตร และเภสัชกรรม เพื่อใช้ในการควบคุมคุณภาพและพัฒนาผลิตภัณฑ์ การทำงานของเครื่องวิเคราะห์กรดอะมิโน (Amino Acid Analyzer - AAA) ใช้เทคนิค Ion-Exchange Chromatography ร่วมกับปฏิกิริยา Ninhydrin แบบ Post-column derivatization ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานสากลที่ให้ความแม่นยำสูงกว่าเครื่อง HPLC ทั่วไป เครื่องวิเคราะห์รุ่น Hitachi LA8080 มีจุดเด่นที่ความรวดเร็วในการวิเคราะห์ (30 นาทีสำหรับวิธี PH) และความไวในการตรวจวัดที่เพิ่มขึ้นด้วยเทคโนโลยี TDE3 Reactor รูปแบบการวิเคราะห์แบ่งออกเป็น 2 ระบบหลัก คือ Protein Hydrolyzate (PH) สำหรับวิเคราะห์กรดอะมิโนที่เป็นองค์ประกอบในโปรตีน (~20 ชนิด) และ Physiological Fluid (PF) สำหรับวิเคราะห์กรดอะมิโนอิสระในของเหลวทางสรีรวิทยา (~40 ชนิดขึ้นไป) การประยุกต์ใช้ครอบคลุมตั้งแต่การศึกษารสชาติและโภชนาการในอาหาร (เช่น เนื้อจากพืช หรือแมลงกินได้) ไปจนถึงการวิเคราะห์ความถูกต้องของยาชีววัตถุและเปปไทด์ เช่น Oxytocin และ Calcitonin เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและมาตรฐานการผลิต

กรดอะมิโนคือหน่วยพื้นฐานของโปรตีน ซึ่งเป็นสารอาหารที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต การวิเคราะห์กรดอะมิโนไม่ได้มีความสำคัญแค่ในด้านชีววิทยาเท่านั้น แต่ยังรวมถึง อุตสาหกรรมอาหาร การเกษตร และการผลิตยา เพื่อใช้ในการวิจัย พัฒนาผลิตภัณฑ์ และควบคุมคุณภาพ

เครื่องวิเคราะห์กรดอะมิโนส่วนใหญ่ใช้หลักการที่เรียกว่า Ion-Exchange Chromatography ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานระดับสากล กระบวนการทำงานมีขั้นตอนหลักดังนี้

• การแยก (Separation) ใช้คอลัมน์บรรจุเรซินแลกเปลี่ยนไอออน (Ion exchange resin) เพื่อแยกกรดอะมิโนแต่ละชนิดออกจากกัน โดยขึ้นอยู่กับค่า pH, ความเข้มข้นของไอออน และอุณหภูมิของเฟสเคลื่อนที่ (Mobile phase)
• การทำปฏิกิริยา (Reaction) หลังจากแยกชนิดได้แล้ว กรดอะมิโนจะทำปฏิกิริยากับสาร Ninhydrin ที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้เกิดสี
• การตรวจวัด (Detection) สารสีที่เกิดขึ้น (Ruhemann's purple) จะถูกตรวจวัดด้วยตัวตรวจวัดแสง (Visible detector) ที่ความยาวคลื่น 570 nm และ 440 nm

3. รูปแบบการวิเคราะห์หลัก (PH vs. PF)

ควรเข้าใจความแตกต่างของ 2 วิธีนี้เพื่อเลือกใช้ให้เหมาะกับงานวิจัย

• วิธีวิเคราะห์โปรตีนไฮโดรไลเซต (Protein Hydrolyzate - PH) เน้นวิเคราะห์กรดอะมิโนที่เป็นองค์ประกอบในโปรตีน (ประมาณ 20 ชนิด) โดยต้องผ่านการย่อยด้วยกรดก่อนวิเคราะห์
• วิธีวิเคราะห์ของเหลวทางสรีรวิทยา (Physiological Fluid - PF) เน้นวิเคราะห์ กรดอะมิโนอิสระ ในของเหลว เช่น เลือด ปัสสาวะ หรือเครื่องดื่ม (ประมาณ 40 ชนิดขึ้นไป)

4. การเตรียมตัวอย่าง (Sample Preparation)

การเตรียมตัวอย่างที่ถูกต้องคือหัวใจสำคัญของการวิจัย

• สำหรับการหาองค์ประกอบโปรตีน (PH) ต้องนำตัวอย่างมาต้มกับ 6N HCl ที่อุณหภูมิ 110°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง เพื่อย่อยโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโนเดี่ยว ๆ
• สำหรับการหากรดอะมิโนอิสระ (PF) หากเป็นเลือดหรือปัสสาวะ ต้องทำการกำจัดโปรตีนออก (Deproteinization) โดยการปั่นเหวี่ยง (Centrifuge) และเติมสารละลาย Trichloroacetic acid

5. การประยุกต์ใช้ในงานวิจัยและการเรียนการสอน

• ด้านวิทยาศาสตร์การอาหาร ใช้ศึกษารสชาติของอาหาร เช่น รสอูมามิ (Glutamic acid) หรือรสหวาน (Glycine, Alanine) นอกจากนี้ยังใช้เปรียบเทียบคุณค่าทางโภชนาการ เช่น การวิเคราะห์เนื้อสัตว์จากพืช (Soy meat) หรือแมลงกินได้
• ด้านเภสัชกรรมและชีวการแพทย์ ใช้ตรวจสอบความถูกต้องของโครงสร้างยาที่เป็นเปปไทด์และโปรตีน (Biomedicines) เช่น ยา Oxytocin หรือ Calcitonin
• การติดตามสภาวะการเลี้ยงเซลล์ ใช้ตรวจวัดระดับกรดอะมิโนในอาหารเลี้ยงเซลล์ เพื่อปรับสภาวะการผลิตยาหรือวัคซีนให้เหมาะสมที่สุด

6. ข้อดีของเครื่องวิเคราะห์เฉพาะทาง (AAA) เมื่อเทียบกับ HPLC

แม้ว่าเครื่อง HPLC ทั่วไปจะวิเคราะห์กรดอะมิโนได้ แต่เครื่อง AAA มีข้อได้เปรียบคือ มีความไว (Sensitivity) และความแม่นยำ (Repeatability) สูงกว่า มีความเสถียรของสารอนุพันธ์ที่เกิดขึ้นดีกว่า และสามารถวิเคราะห์กรดอะมิโนได้จำนวนชนิดที่มากกว่า (สูงสุดถึง 50 ชนิด)

ที่มา: จากการเข้าร่วมการสาธิตการใช้งานเครื่องวิเคราะห์กรดอะมิโน รุ่น LA8080 ผลิตภัณฑ์ Hitachi ในวันจันทร์ที่ 19 มกราคม เวลา 9.00-16.00 น. ณ สถาบันบริการตรวจสอบคุณภาพและมาตรฐานผลิตภัณฑ์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้