近日，四川大学吕弋教授团队在《Journal of theAmerican Chemical Society》（JACS, IF=14.4）发表了题为“Breaking Barcode Limits: Metal Nanoparticle Lego Brick SelfAssembly for High-Throughput Screening”（《金属纳米颗粒“乐高”式自组装高通量筛选技术突破条形码极限》）的最新研究成果，本研究中的部分关键数据采集与分析工作在上海凯来谱实验室完成（凯来谱单细胞飞行时间质谱联用分析技术见文尾介绍）。研究提出了革命性解决方案：通过金属纳米颗粒“乐高积木”式自组装，构建新型质谱流式条形码工程，实现高通量条形码设计与容量跃升。

研 究 背 景

在现代科研和工业领域，高通量筛选（High-throughput screening, HTS）已经成为了筛选药物、材料、化学品等关键技术。但随着研究的不断深入，传统的条形码技术在处理复杂数据和提高精确度方面逐渐显现了瓶颈。为了突破这一限制，最近的一项研究提出了一种新颖的解决方案——金属纳米颗粒乐高积木自组装技术，并结合单细胞飞行时间质谱联用分析技术实现了精准、高效的高通量筛选。

突 破 创 新

1.金属纳米颗粒自组装：条形码的新突破

传统的高通量筛选通常依赖于荧光或化学标记的条形码，虽然能够标识样本信息，但它们的存储密度和读取精度有限。本研究通过将金属纳米颗粒自组装成乐高积木式结构，创造出高效且可调的“条形码”，这些纳米颗粒的不同排列组合能够储存更多的信息，打破了传统条形码的限制，为高通量筛选提供了更高的存储容量和更强的数据精度。

图1 金属的同位素质谱图

2.单细胞飞行时间质谱联用技术：高精度读取的核心技术

单细胞飞行时间质谱联用分析技术是一种高灵敏度、高分辨率的分析工具，广泛应用于金属元素的检测。本研究通过使用单细胞飞行时间质谱联用分析技术，使得每一个“乐高式”组合中的金属元素都能被精确区分和定量检测，极大提高了筛选过程的准确性和速度。通过这种方式，研究人员可以在大规模筛选中快速识别出目标样品，实现高通量、高精度的实验结果。

图2 金属纳米粒子的“乐高积木”式自组装高通量编码技术图

3.高通量筛选的新机遇

这种金属纳米颗粒自组装技术与单细胞飞行时间质谱联用分析技术的结合，不仅突破了条形码存储的极限，还为高通量筛选带来了全新的可能性。通过多种金属组合的条形码系统，可以同时进行数百万个样品的筛选，极大提升了实验效率。同时，单细胞飞行时间质谱联用分析技术提供的高精度分析，也确保了实验结果的可靠性。

这项技术的应用范围非常广泛，除了在药物筛选中的重要作用外，还能在材料研究、环境监测、食品安全等领域发挥重要作用。未来，随着技术的进一步优化，我们有望看到更多创新的应用和突破。