Нов прототип на масспектрометър обработва милиарди молекули едновременно

Изследователи от Рокфелеровия университет представиха прототип на массспектрометъра MultiQ-IT, способен да охлажда, задържа, филтрира и насочва над милиард йони едновременно. Това е хиляди пъти повече отколкото могат да обработват съвременните апарати, което значително повишава динамичния диапазон и съотношението сигнал/шум.

Традиционната масспектрометрия, макар и да е ключов метод в биологията, обикновено анализира молекулите последователно или в много малки групи. Това ограничава възможността за откриване на редки, но важни молекули в сложни проби, например при изследване на протеома или метаболома на отделна клетка.

„Какво доведе до революция в секвенирането на ДНК? Не промяната в основната химия, а възможността да се провеждат множество химични реакции едновременно. Същото се случи и в изчислителната техника с GPU и точно това се опитваме да направим с масспектрометрията.“

казва Брайън Т. Чейт, ръководител на лабораторията

Концепцията за новото устройство е вдъхновена от работата на клетъчните ядрени пори, които разпределят молекулярния поток през множество малки отвори. Прототипът представлява кубичен йонен капан със стотици отвори, управлявани от електричество. Йоните, попадайки вътре се сблъскват с молекулите на газа, забавят се и могат да бъдат сортирани, задържани и насочвани в няколко паралелни потока.

Версията с 486 отвора може да задържа до десет милиарда заряда едновременно. Системата също подобрява откриването, като позволява на обичайните фонови молекули да се оттеглят, а по-редките и биологично важни (с множествен заряд) да останат. Това повишава съотношението сигнал/шум 100 пъти.

„По-рядко срещаните неща могат да бъдат по-важни от по-разпространените.“

отбелязва старши научният сътрудник Ендрю Кручински

В момента MultiQ-IT е доказателство за концепцията, а не готов търговски продукт. Изследователите виждат в него основа за създаване на бъдещи инструменти, които могат да революционизират биомедицинските изследвания и разработването на лекарства, подобно на това, което направиха GPU в изчисленията.