美國洛克菲勒大學的研究人員開發了一個名為 MultiQ-IT 的原型裝置，旨在通過大規模平行化來推進質譜技術。這個系統可同時處理大量分子，解決了現代質譜技術在分析過程中面臨的序列瓶頸。大多數儀器都是逐一分析分子，這種處理方式往往過於緩慢，且對於探測稀有但關鍵的生物信號敏感度不足。這項技術有可能像平行處理技術對計算和 DNA 測序的影響一樣，徹底改變生物研究。
質譜技術是生物學中用來了解「是什麼」和「有多少」的工具。它通過電離分子、對其進行充電，然後讀取其質量來工作，但這一過程是依賴序列的。這種方法雖然聰明，但卻極為緩慢，並且經常無法檢測到在複雜樣本中最稀有但至關重要的化合物。這就像在體育場的喧嚣中試圖聽到一個低語的字詞。因此，現有技術在大量分子的噪音面前很容易失效，導致重要信號被忽略。
為了解決這個問題，研究人員開發了 MultiQ-IT，這是一個引入大規模平行化的原型裝置。它能同時處理大量分子，而不是僅僅依賴單一的流。MultiQ-IT 的靈感來自於細胞如何通過數百個同時運行的通道來管理分子的流通，這些通道稱為核孔複合體。洛克菲勒大學的布萊恩·T·蔡特實驗室研究了這些微小通道如何在細胞核內外處理交通流。他們發現，細胞並不會強迫所有內容通過一扇門，而是採取平行化的方式，分散負荷，建立穩健的網絡。這促使他們思考，是否可以將同樣的理念應用於質譜技術。
MultiQ-IT 的外觀與傳統儀器大相逕庭，它是一個立方形的離子捕獲室。與傳統質譜儀器只允許離子在狹窄的單一路徑中流動不同，MultiQ-IT 是一個繁忙的場所，內部設有 1,000 個電子控制的開口，使得單個離子流可以被拆分並進行平行處理。這種新方法能夠同時完成大量工作。可以用一種簡單的方式來理解這一突破：DNA 測序的革命並不是一種新的化學反應，而是能夠同時進行數百萬次反應的能力，這將成本從數十億美元降低至 100 美元，並點燃了基因組革命。
MultiQ-IT 的一個 486 個端口的原型版本可以同時容納 100 億個電荷，研究人員表示，這大約是傳統捕獲裝置容量的 1,000 倍。其數學原理也很簡單：大規模平行化等於大規模性能。此外，該系統在出口處使用精確的電障，讓常見的噪音分子逃逸，同時保留那些稀有的、多重帶電的生物活性分子。最終，這將使信號與噪音比提升 100 倍。那些曾經隱形的蛋白質，如今在高解析度下呈現出來，這一新發現的敏感度正是單細胞蛋白質組學和代謝組學急需的。
MultiQ-IT 目前尚未成為可直接購買的成熟產品，但它是一個更為重要的藍圖。其目標是解鎖所需的極高敏感度，以解碼細胞的完整分子組成，最終加速藥物開發的進程。
