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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 10:35:02
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：16304
英國曼徹斯特大學與阿斯利康聯(lián)合團隊研發(fā)的生物轉(zhuǎn)化直接分析質(zhì)譜技術(shù)（DiBT-MS），通過優(yōu)化檢測流程將酶活性篩選效率提升千倍。該技術(shù)實現(xiàn)三大突破：2小時極速檢測替代傳統(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，國際頂級學術(shù)期刊《自然·協(xié)議》刊發(fā)了一項顛覆性技術(shù)進展——英國曼徹斯特大學與全球制藥巨頭阿斯利康聯(lián)合團隊成功研發(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)獨特價值：其可顯著提升產(chǎn)物純度、降低生產(chǎn)成本，同時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，科學家往往需測試數(shù)百種酶變體，耗時耗力且效率低下，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)進行突破性改良，徹底重構(gòu)了酶活性檢測的技術(shù)路徑。將傳統(tǒng)需要數(shù)天的檢測流程壓縮至短短2小時，實現(xiàn)千倍效率躍升，同時通過創(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，可直接對酶促反應(yīng)過程進行原位觀測，實時捕捉動態(tài)變化，使科學家能夠更直觀地解析酶催化機制。
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、苯基哌嗪基團)生成目標化合物的場景。
研究團隊進一步利用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，實現(xiàn)酶促反應(yīng)的直觀監(jiān)測。例如，在96孔板實驗中，僅需2小時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。實驗還揭示了溶劑噴霧成分對目標分析物電離效率的關(guān)鍵影響，并驗證了尼龍膜載玻片在提升信號穩(wěn)定性方面的獨特優(yōu)勢。此外，載玻片可重復(fù)用于多輪實驗的設(shè)計，大幅降低了耗材成本。
這項技術(shù)的“一體化”設(shè)計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)實驗室的普及，工程酶的開發(fā)與應(yīng)用有望邁入“分鐘級”篩選時代，推動醫(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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