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新質(zhì)譜技術(shù)DiBT-MS問世 酶篩選效率躍升千倍
2025年05月03日 22:20:38
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點(diǎn)擊量：897
英國曼徹斯特大學(xué)與阿斯利康聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)的生物轉(zhuǎn)化直接分析質(zhì)譜技術(shù)（DiBT-MS），通過優(yōu)化檢測(cè)流程將酶活性篩選效率提升千倍。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)三大突破：2小時(shí)極速檢測(cè)替代傳統(tǒng)數(shù)天流程，溶劑與塑料耗材減少超90%，并省去樣品預(yù)處理步驟。
4月29日，國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然·協(xié)議》刊發(fā)了一項(xiàng)顛覆性技術(shù)進(jìn)展——英國曼徹斯特大學(xué)與全球制藥巨頭阿斯利康聯(lián)合團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出"生物轉(zhuǎn)化直接分析質(zhì)譜技術(shù)"(DiBT-MS)，將酶活性檢測(cè)效率提升至傳統(tǒng)方法的1000倍。
酶作為自然界的高效催化劑，在藥物合成、環(huán)保材料制造等領(lǐng)域展現(xiàn)獨(dú)特價(jià)值：其可顯著提升產(chǎn)物純度、降低生產(chǎn)成本，同時(shí)減少能源消耗與工業(yè)廢棄物。然而，傳統(tǒng)酶篩選技術(shù)如同大海撈針，科學(xué)家往往需測(cè)試數(shù)百種酶變體，耗時(shí)耗力且效率低下，成為制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。
DiBT-MS基于解吸電噴霧電離質(zhì)譜(DESI-MS)進(jìn)行突破性改良，徹底重構(gòu)了酶活性檢測(cè)的技術(shù)路徑。將傳統(tǒng)需要數(shù)天的檢測(cè)流程壓縮至短短2小時(shí)，實(shí)現(xiàn)千倍效率躍升，同時(shí)通過創(chuàng)新性優(yōu)化載玻片重復(fù)使用技術(shù)，顯著降低了溶劑消耗與塑料廢棄物的產(chǎn)生。此外，DiBT-MS完全摒棄了繁瑣的樣品預(yù)處理步驟，可直接對(duì)酶促反應(yīng)過程進(jìn)行原位觀測(cè)，實(shí)時(shí)捕捉動(dòng)態(tài)變化，使科學(xué)家能夠更直觀地解析酶催化機(jī)制。
DiBT-MS技術(shù)的核心在于高通量篩選能力與環(huán)境電離技術(shù)的深度結(jié)合。傳統(tǒng)LC-MS依賴復(fù)雜樣本純化，而DESI-MS的“環(huán)境電離”特性可直接分析粗細(xì)胞裂解液中的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)。其高分辨率質(zhì)譜不僅能提供產(chǎn)物的精確分子量，還可通過串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)指紋圖譜實(shí)現(xiàn)快速產(chǎn)物鑒定，特別適用于工程酶(如亞胺還原酶、羧酸還原酶)催化特定底物(如喹啉基團(tuán)、苯基哌嗪基團(tuán))生成目標(biāo)化合物的場(chǎng)景。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用DESI-MS的成像功能，通過可視化底物或產(chǎn)物離子的空間分布，實(shí)現(xiàn)酶促反應(yīng)的直觀監(jiān)測(cè)。例如，在96孔板實(shí)驗(yàn)中，僅需2小時(shí)即可完成全部樣本分析，溶劑與樣本消耗量僅為傳統(tǒng)LC-MS的零頭。實(shí)驗(yàn)還揭示了溶劑噴霧成分對(duì)目標(biāo)分析物電離效率的關(guān)鍵影響，并驗(yàn)證了尼龍膜載玻片在提升信號(hào)穩(wěn)定性方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。此外，載玻片可重復(fù)用于多輪實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，大幅降低了耗材成本。
這項(xiàng)技術(shù)的“一體化”設(shè)計(jì)兼顧了效率與可持續(xù)性：其高通量、低耗材的特性不僅加速了新藥候選分子的發(fā)現(xiàn)，更通過減少廢棄物與資源消耗，為綠色化學(xué)工業(yè)的規(guī)?；涞靥峁┝岁P(guān)鍵技術(shù)支撐。隨著DiBT-MS在生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的普及，工程酶的開發(fā)與應(yīng)用有望邁入“分鐘級(jí)”篩選時(shí)代，推動(dòng)醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域向更高效、更環(huán)保的未來加速轉(zhuǎn)型。
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