氨基酸分析仪的结构与功能

氨基酸分析仪是一种专门用来分析氨基酸的液相色谱仪，其结构一般由色谱系统、自动加样系统、检测系统、控制系统、记录数据处理系统、电源供给系统和安全关闭系统组成。

⒈色谱系统

色谱系统的作用是完成样品中各种氨基酸成分分离。本系统包括氮气供给、流路和色谱柱、转换阀、泵以及水浴等部分。

氨基酸分析仪

⑴氮气供给

氨基酸分析仪需要使用高纯氮(含N2量99.999%)。氮气的作用是防止茚三酮试剂被空气中的氧所氧化；防止缓冲液被空气中的氨污染；给缓冲液和茚三酮贮存瓶加压，以利于液体通过单向阀进入泵内；吹干样品贮存螺旋管。

⑵液体的流路和色谱柱

①液体流路

氨基酸自动分析仪的液体流路包括缓冲液流路和茚三酮试剂的流路。

缓冲液流路的作用是把缓冲液作为流动相以一定的流速通过色谱柱，使样品中各种氨基酸组分在色谱柱内按一定的顺序洗脱出来。

基本流程为：

加有氮气压力的缓冲液→低压管 气泡捕捉器→ 低压管 缓冲液选择阀→ 低压管 泵→ 高压管 样品注射器阀→高压管 色谱柱→ 减压 柱流出阀 →Y型混合接头→反应螺旋管→比色计→测量阀→流出 茚三酮流路是把一定流速的茚三酮试剂流入反应螺旋管与洗脱的各种氨基酸组分起显色反应，以便用比色计进行比色。

②色谱柱

Beckman 121MB型氨基酸分析仪使用内径为2.8mm的玻璃色谱柱。柱长根据需要可选用150mm、300mm、450mm等几种。柱内填充的离子交换树脂是美国Beckman AA–10型树脂，粒径为8～9µm，交联度12%。

③控制阀

氨基酸分析仪使用的三种不同pH值的缓冲液和一种再生液，是由四个进口一个出口的马达驱动旋转控制阀来控制的。旋转阀有四个位置，每个位置出口只与其中的一个进口相通，这样在四个进口上连接四种不同的缓冲液或再生液。根据阀的旋转位置可以选择所需的缓冲液或再生液(每次旋转900 ，分别接通1、2、3、4管道)。

茚三酮选择阀

从茚三酮泵流出的茚三酮试剂流经反压柱后，它的流向由一个马达驱动的选择阀控制。该阀是一个四孔旋转控制机械阀，每旋转900 变换一次方向。

⑷泵

Beckman 121MB型氨基酸分析仪由于是双柱系统，有三个泵(一个茚三酮泵和两个缓冲液泵)。泵被马达带动的凸轮驱动，液体的流速由活塞的行程定来决定，行程又由凸轮的偏心度来决定。因此，可以通过调节凸轮的偏心度来改变泵的流速。

⑸水浴

氨基酸分析仪使用两种水浴，反应水浴和循环水浴。

反应水浴槽

氨基酸与茚三酮的显色反应需要在100℃的温度才能进行，所以仪器必须配有反应水浴槽。

循环水浴

循环水浴的作用是给色谱柱加温。色谱柱的温度对氨基酸的保留时间和峰的分离有很大影响。为了提高分离效率和重现性，对柱温的选择和恒定要求很高。

⒉自动加样系统

氨基酸分析仪的自动加样系统，由样品贮存管、样品旋转台、注射器旋转阀、样品转运泵、样品转运阀及控制部分组成。完成一个样品自动加样包括以下步骤：转运样品、注射样品、清洗样品贮存管、吹干样品贮存管、转运下一个样品。 氨基酸分析仪在自动运转时，自动加样系统是由一个样品注射子程序系统按上面步骤自动完成的，也可以手动控制操作。

⒊检测系统

氨基酸分析仪的检测系统是用比色计进行氨基酸组分检测的。  从光源a发出的光，经过凸镜聚光以后进入红外线滤光器b和比色杯c在双色性附件d上分成三束光波，这三束光分别被440nm、570nm、690nm的滤光器滤光以后在各自的检测器上进行检测。在三个检测器上，把光的信号转变为电信号，这些电信号分别送到e、f、g三个对数放大器进行放大。在比色计的输出端输出440nm、570nm和440+570nm的三种信号，分别送到记录器记录和数据处理系统进行处理。690nm的信号是一个参比信号，目的是为了取掉440nm和570nm信号中的电噪音，产生良好的信一噪比和稳定的基线。

⒋控制系统

氨基酸分析仪的操作可以手动控制或程序自动控制。手动控制主要用于仪器的某些部件的调节或制备一个完整的自动控制程序，由于受树脂床高度、流速和冷却水温等因素的影响，对某些程序步骤需要确定合适的时间，而这些时间确定需要用手动操作才能得到。手动操作是通过控制面板开关完成的；自动分析是通过分析程序控制完成的(程序步骤略)。

⒌记录和数据处理系统

从比色计输出的信号一路送给记录仪进行色谱图记录，另一路送给数据处理系统进行数据处理并打印结果。记录仪把各种氨基酸组分的吸收峰在记录纸上绘成高斯分布色谱图，可以单独根据记录仪所记录的图谱对所分析的氨基酸组分定性定量，特别是对非蛋白氨基酸的定性，记录图谱尤为重要。数据系统是一种为色谱数据处理而专门设计的单通道数据换算系统。

⒍电源供给系统和安全关闭系统

⑴电源供给系统

电源供给系统供给仪器各种部件工作的交流和直流电源。Beckman 121MB型氨基酸分析仪把220V 50Hz的单相交流电源由变压器降为115V 50Hz的交流电源送到主机，供给泵、水浴加热器、记录仪和数据处理机。+24V稳压电流电源供给指示灯、控制继电器及其放大控制电路。比色计的放大器使用±15V直流稳压电源。记录器放大器使用它本身的±14V直流稳压电源。比色计光源灯用+6V直流稳压电源。

⑵安全关闭系统

安全关闭系统的功能是监测仪器的工作情况，当某一系统的工作不正常时能发出相应的报警信号并自动关闭分析仪。Beckman 121MB型氨基酸分析仪在手控和自动操作时有三个独立的安全系统可以保护样品和设备。

①记录安全系统

如果在分析过程中记录器无峰记录时，记录的安全系统自动关闭这个系统。

②阀门安全系统

监视所有旋转控制阀工作，它包括样品旋转台、程序马达和各个换向阀等，当某一个阀在控制它的旋转时失灵，将导致仪器的关闭。

③流动安全系统

当流速(被滴液检测器监视)低于流动安全监视器的限量时，流动安全系统即被启动，这时茚三酮阀转至排出位，柱流出阀从所用柱转至另一柱(从柱1转至柱2或从柱2转至柱1)，并启动替代的缓冲液泵以清洗管道内残留茚三酮试剂。茚三酮冲洗记时器上调定的时间(一般为一小时)过去以后，仪器即自动关闭。