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新質譜技術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 作者：宋池 點擊量：16323
英國曼徹斯特大學與阿斯利康聯合團隊研發的生物轉化直接分析質譜技術（DiBT-MS），通過優化檢測流程將酶活性篩選效率提升千倍。該技術實現三大突破：2小時極速檢測替代傳統數天流程，溶劑與塑料耗材減少超90%，并省去樣品預處理步驟。
4月29日，國際頂級學術期刊《自然·協議》刊發了一項顛覆性技術進展——英國曼徹斯特大學與全球制藥巨頭阿斯利康聯合團隊成功研發出"生物轉化直接分析質譜技術"(DiBT-MS)，將酶活性檢測效率提升至傳統方法的1000倍。
酶作為自然界的高效催化劑，在藥物合成、環保材料制造等領域展現獨特價值：其可顯著提升產物純度、降低生產成本，同時減少能源消耗與工業廢棄物。然而，傳統酶篩選技術如同大海撈針，科學家往往需測試數百種酶變體，耗時耗力且效率低下，成為制約行業發展的關鍵瓶頸。
DiBT-MS基于解吸電噴霧電離質譜(DESI-MS)進行突破性改良，徹底重構了酶活性檢測的技術路徑。將傳統需要數天的檢測流程壓縮至短短2小時，實現千倍效率躍升，同時通過創新性優化載玻片重復使用技術，顯著降低了溶劑消耗與塑料廢棄物的產生。此外，DiBT-MS完全摒棄了繁瑣的樣品預處理步驟，可直接對酶促反應過程進行原位觀測，實時捕捉動態變化，使科學家能夠更直觀地解析酶催化機制。
DiBT-MS技術的核心在于高通量篩選能力與環境電離技術的深度結合。傳統LC-MS依賴復雜樣本純化，而DESI-MS的“環境電離”特性可直接分析粗細胞裂解液中的生物轉化反應。其高分辨率質譜不僅能提供產物的精確分子量，還可通過串聯質譜(MS/MS)指紋圖譜實現快速產物鑒定，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物離子的空間分布，實現酶促反應的直觀監測。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鍵影響，并驗證了尼龍膜載玻片在提升信號穩定性方面的獨特優勢。此外，載玻片可重復用于多輪實驗的設計，大幅降低了耗材成本。
這項技術的“一體化”設計兼顧了效率與可持續性：其高通量、低耗材的特性不僅加速了新藥候選分子的發現，更通過減少廢棄物與資源消耗，為綠色化學工業的規模化落地提供了關鍵技術支撐。隨著DiBT-MS在生物技術實驗室的普及，工程酶的開發與應用有望邁入“分鐘級”篩選時代，推動醫藥、化工等領域向更高效、更環保的未來加速轉型。
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