AI“化学侦探”快速解析未知分子结构

科技日报北京5月28日电 （记者刘霞）捷克技术大学领衔的国际团队研发出名为DreaMS的AI分子解码器。它能像“侦探”一样快速解析未知分子的结构，有望应用于药物研发与太空生命探测等领域。相关研究发表于新一期《自然·生物技术》杂志。

目前，人类已知的自然界分子仅是冰山一角。隐藏在植物、土壤甚至外星环境中的神秘分子，可能蕴藏着治疗顽疾的新药配方、环保农药的分子蓝图，乃至揭示生命起源的密钥。

研究团队形象地比喻道，每个分子都有独特的“指纹”——质谱图。虽然现代光谱仪能轻松捕获这些图谱，但解读这些由数百万数据点构成的图谱并揭示确切的分子结构存在一定的难度，DreaMS便应运而生。

DreaMS的突破在于其开创性的学习方式。它模仿人类婴儿学习语言的过程，无需预先灌输化学规则，仅通过“阅读”数千万份来自植物、微生物、食品等样本的质谱图，就可自主构建起分子结构的认知体系，解读分子图谱并揭示其结构。这种自监督学习模式，也使其发现了传统方法难以捕捉的深层关联，例如在杀虫剂、食物与人类皮肤之间的分子相似性，甚至推测某些杀虫剂可能与牛皮癣等自身免疫疾病存在关联。

这个“化学侦探”还可用于估计分子包含多少特定片段或是否包含特定的化学元素。它在特训后还掌握了氟元素检测法。氟原子是现代药物和农药的关键成分，以往难以通过质谱法识别。团队用含氟样本进行特训后，DreaMS便突破了这个困扰学界多年的检测瓶颈。