开发基于AI的质谱技术能够确定聚合物的单体序列

1. 国家材料科学研究所 (NIMS) 开发了一种基于人工智能的质谱技术，能够确定聚合物的单体序列。该技术可能有助于加深对基本聚合物结构的了解，促进新材料的开发并帮助解决塑料回收问题。

2. 聚合物是一种非常大的分子，由许多(从数百到数十万不等)称为单体的小分子键合在一起组成。许多常见的聚合物(例如塑料和树脂)都是共聚物，由几种不同类型的单体组成。在共聚过程中，单体沿主链随机排列，产生序列分布。由于这种序列分布被认为会极大地影响共聚物材料的材料性能，因此人们期待开发聚合物测序仪(一种用于定量评估分布的分析方法)作为开发创新聚合物材料的潜在有效工具。

3. 该研究小组最近开发了世界上第一个实用的聚合物测序仪，可通过热解质谱对特定序列中的短单体片段进行量化，此处称为“密码子”，类似于核苷酸三联体。在该技术中，将分析物共聚物从室温逐渐加热到 600 oC，连续生成低聚片段，按照热敏感性的顺序通过质谱法记录。基于片段模式，通过 AI 分析重建重复单个密码子种类的虚拟共聚物，从而可以量化分析物中的密码子组成。该聚合物测序仪适用于多种多样的单体组合。此外，聚合物测序仪可用于分析其碎片在热处理过程中蒸发的各种其他材料。这些包括不溶性或非液化样品材料和含有无机成分的复合材料。

4. 课题组计划以开发的聚合物测序仪为关键技术，研究序列分布与共聚物性能的相关性，开发序列控制聚合技术。这种尝试可以提高各种聚合物材料的性能，并解决由塑料引起的环境问题。

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5. 该项目由 Masanobu Naito(NIMS 高分子与生物材料研究中心 (RCMB) 高分子领域主任)和 Yusuke Hibi(博士后研究员，RCMB，NIMS)领导的研究团队开展。这项工作得到了 JST 战略基础研究计划 CREST 的财政支持，作为研究项目“通过将实验与理论/数据科学相结合的革命性材料开发”的一部分。