柱后点样与溶剂蒸发联用的液相色谱-拉曼光谱法实现无衍生化氨基酸的灵敏分析

《Analyst》：Sensitive and derivatization-free amino acid analysis using liquid chromatography-Raman spectroscopyOpen Access

　　

　液相色谱（LC）一直是分析复杂生物样本的基准方法，然而传统检测手段面临诸多分析挑战。质谱法需要昂贵的仪器设备，且难以区分结构异构体。紫外和荧光检测要求对缺乏发色团的化合物进行衍生化，从而延长分析时间，并可能改变不稳定化合物的性质或掩盖结构修饰信息。拉曼光谱则提供了一种根本不同的检测原理，能够直接探测分子振动，在不依赖紫外吸收的情况下提供结构信息，从而有望应对上述挑战。然而，拉曼散射信号强度固有地较弱，一直是制约液相色谱-拉曼联用（LC-Raman）应用的主要障碍。　本研究通过一种简单而有效的新系统——结合柱后点样与溶剂蒸发技术——应对这些根本性挑战。该方法将稀释的液态样品转化为浓缩的固态沉积物，从而显著增强拉曼信号，同时有效消除溶剂干扰。本研究将该方法应用于全面的氨基酸分析，这对于评估复杂生物基质至关重要。　该LC-Raman系统表现出卓越的灵敏度，在20 ng进样水平下信噪比超过10，证明溶剂蒸发与固态富集有效克服了传统灵敏度局限。全部20种蛋白质编码氨基酸均无需衍生化即可被检测，无论其是否含有发色团。　除了灵敏度的提升，该系统还通过振动光谱提供直接的结构鉴定能力。赖氨酸及其翻译后修饰形式（Nε-乙酰赖氨酸和Nε,Nε,Nε-三甲基赖氨酸）通过特征性振动谱带被清晰区分。这体现了拉曼检测方法的独特优势：无需碎裂或衍生化，即可通过固有振动指纹实现直接分子鉴定，为现有方法提供互补信息。对DMEM细胞培养基的分析鉴定了八种主要氨基酸，多元曲线分辨法成功提取了共洗脱的亮氨酸、异亮氨酸和葡萄糖的纯组分光谱，为色谱分离增添了化学维度。此外，细胞培养基中的苯丙氨酸和谷氨酰胺也通过LC-Raman光谱得以测定。　本研究确立了LC-Raman光谱作为一种强大分析工具的地位，成功解决了历史灵敏度局限，同时保留了独特的分子鉴定能力。该方法的应用范围不限于氨基酸，还可推广至任何适合液相色谱且具有足够拉曼活性的化合物，为制药、临床和生物技术等领域开辟了新的可能性，尤其是在需要结构特异性和无标记分析的场景中。

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? 2026 作者版权所有。由英国皇家化学学会出版

2026

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