高效液相色谱仪（HPLC）是D-正缬氨酸纯度检测的核心工具。配备手性柱，可分离D/L异构体，检测限达0.1%。
核磁共振仪（NMR）用于结构确认。1H-NMR谱图显示特征峰位，如甲基双峰在1.0ppm，确保无杂质干扰。
旋光仪测定光学活性。标准条件下，D-正缬氨酸的比旋光度为+28°，精度需0.01°以符合 pharmacopeia标准。
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傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）快速筛查官能团。羧基和氨基的伸缩振动峰在1700cm-1和3300cm-1。
粒度分析仪如激光衍射仪评估粉末均匀性。D50值控制在75微米。