Vědci z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR dosáhli něčeho, co se za posledních dvacet let nikomu nepodařilo. Vytvořili a zdarma zpřístupnili obrovskou databázi spekter dosud neznámých látek, která funguje jako univerzální „knihovna otisků prstů“ pro molekuly. Díky ní mohou laboratoře po celém světě rychleji a přesněji identifikovat chemické látky – od metabolitů v lidském těle až po sloučeniny v rostlinách, což je klíčové pro medicínu, farmacii i výzkum životního prostředí.

Otisky prstů pro molekuly

Složení chemických látek se odhaluje díky hmotnostní spektrometrii. Přístroj při ní neznámou látku „rozbije“ na menší části a z těchto fragmentů odvodí, jak vypadala původní molekula. Vznikne tak spektrum – unikátní otisk prstu pro každou látku. Ten se porovnává se známými spektry v knihovnách. Problém byl, že tyto knihovny byly malé a neúplné.

Tým Tomáše Pluskala to změnil. Místo zdlouhavého postupného analyzování každé látky zvlášť dokáží měřit deset látek najednou a celý proces zabere jen minutu a půl. Pomocí pipetovacího robota a vícestupňového „rozbíjení“ molekul získávají mnohem detailnější obraz o jejich vnitřní stavbě. Díky tomu nasbírají spektra pro zhruba 3 000 látek denně.

Obrovské množství dat navíc slouží jako palivo pro umělou inteligenci. Vědci jimi „krmí“ modely strojového učení, které se tak učí s mnohem větší přesností odhadovat strukturu zcela neznámých molekul. Celý projekt navíc podporuje open source software MZmine, za jehož rozvojem stojí rovněž Pluskalův tým, což zajišťuje snadné použití dat pro vědce po celém světě.

Celý článek si přečtete na e15