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美國洛克菲勒大學科學家成功研發(fā)出一種名為“MultiQ-IT”的質譜儀原型。這臺設備能夠同時分析多達十億個分子，為研制速度更快、靈敏度更高的質譜儀提供了全新藍圖，也有望推動質譜技術在基因組學等領域發(fā)揮更大作用。相關成果發(fā)表于近日出版的《科學進展》雜志。

質譜儀已成為生物學領域最強大的分析工具之一，被用于鑒定樣品中分子種類與數(shù)量。然而，目前大多數(shù)質譜儀一次只能分析一兩種或少數(shù)幾種分子，不僅效率低、成本高，還常常讓那些稀有卻至關重要的分子“漏網(wǎng)”。

科學家發(fā)現(xiàn)，將大型任務拆解為眾多小任務并行處理，能顯著提升性能。MultiQ-IT的靈感，源于團隊對細胞核孔復合物的長期研究。他們發(fā)現(xiàn)，細胞并非依賴單個通道完成分子運輸，而是將任務分散在數(shù)百個微小通道中并行處理。

團隊設計出一種全新的離子捕獲室，取代了傳統(tǒng)質譜儀的核心部件。這個立方體結構內壁布滿了數(shù)百個可獨立控制的小型開口。在捕獲室內，離子通過與殘留氣體分子的多次碰撞減速，并隨機進入不同通道，從而實現(xiàn)多個離子群體的同時過濾、存儲與操控，而非逐一分析。

團隊將這一設計從最初的6個開口擴展至1000多個，并系統(tǒng)測試了離子的限制與分類效率。結果表明，單個輸入流可以被高效分割為多個并行流，同時進行分析。

測試顯示，在486端口的版本中，MultiQ-IT可同時容納高達100億個電荷，容量約為傳統(tǒng)離子阱的1000倍。更重要的是，通過讓豐度較高的背景分子“主動泄漏”，同時保留那些稀有、富含信息的分子，系統(tǒng)的信噪比提高了100倍，從而檢測到以往無法捕捉的蛋白質信號。這為解析大型蛋白質復合物的結構提供了全新可能。