科技日報記者 張夢然

美國冷泉港實驗室團(tuán)隊開發(fā)出一種能夠顯著提升儀器性能的質(zhì)譜分析新技術(shù)。該突破能實現(xiàn)如快遞站“分揀”一般的精準(zhǔn)檢測，有效提升復(fù)雜樣本分子識別能力，有望推動藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，并幫助解答人類健康與生物學(xué)中的一些長期難題。相關(guān)研究成果發(fā)表在新一期《分析化學(xué)》期刊上。

重量蘊(yùn)含著豐富的信息。在廚房中，食材的用量偏差可能改變菜肴的風(fēng)味；在科學(xué)領(lǐng)域，分子重量可揭示其成分，從而幫助判斷藥物的有效性，甚至可分析腫瘤組成以指導(dǎo)治療。為了實現(xiàn)這些目標(biāo)，研究人員常使用質(zhì)譜分析技術(shù)。

“質(zhì)譜儀本質(zhì)上是一臺高精度秤。”冷泉港實驗室研究副教授保羅·西法尼解釋道，“就像面對一桶混雜的分子，通過質(zhì)譜分析，我們能辨別其中含有哪些分子以及它們的數(shù)量。這有助于回答諸如‘不同腫瘤中是否存在特定蛋白質(zhì)、脂質(zhì)或其他小分子差異’等問題。”

一般認(rèn)為，質(zhì)譜儀在識別復(fù)雜混合物中分子時的靈敏度，主要取決于掃描速度。標(biāo)準(zhǔn)流程是將分子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)離子，之后在樣品池中每隔數(shù)秒進(jìn)行“快照”式依次測量。然而，若離子累積過多，它們之間會發(fā)生相互作用，干擾掃描結(jié)果。直觀上，掃描越快，能連續(xù)測量的離子就越多，但這也帶來新的問題。速度雖然重要，但一些含量較低卻可能具有關(guān)鍵意義的分子，容易被高濃度離子的信號掩蓋，從而在快照中被遺漏。此次新技術(shù)正是為了解決這一問題。

團(tuán)隊將這一方法比作快遞站的分揀系統(tǒng)：不同于一次性測量腔室內(nèi)全部離子，新技術(shù)將掃描結(jié)果劃分為多個“箱”。即使某種分子濃度遠(yuǎn)高于其他箱，也只會占據(jù)其中一個箱，從而避免信號溢出影響整體檢測。研究表明，這種方法在區(qū)分濃度差異方面表現(xiàn)更優(yōu)，尤其適用于藥物對比研究。

總編輯圈點(diǎn)

這項技術(shù)的突破，是觀測邏輯的根本改變。過去質(zhì)譜分析如同在強(qiáng)光下看星辰，高濃度分子總會掩蓋那些微弱卻關(guān)鍵的信號。如今借由“分揀”式檢測，每種分子無論含量多少都獲得了獨(dú)立的觀測窗口，讓曾經(jīng)被噪音淹沒的低豐度生物標(biāo)記物得以顯現(xiàn)。這不僅是儀器靈敏度的提升，更是打開了探索生命微觀世界的新維度。科學(xué)家得以捕捉腫瘤微環(huán)境、藥物代謝途徑中以往不可見的分子細(xì)節(jié)。當(dāng)技術(shù)能看清細(xì)胞代謝的“暗物質(zhì)”，我們對生命與疾病的認(rèn)知邊界也將被重新勾勒。