ذكاء اصطناعي يتنبأ بأوقات احتجاز الجزيئات الصغيرة بدقة

أعلن باحثون من جامعة فريدريش شيلر يينا بالتعاون مع مركز هلمهولتس ميونخ والجامعة التقنية في ميونخ، عن تطوير نموذج ذكاء اصطناعي يتنبأ بدقة بأوقات الاحتفاظ للجزيئات الصغيرة في تقنيات الكروماتوجرافيا السائلة. ونُشرت النتائج في مجلة نيتشر ميثودز عام 2026، تحت إشراف البروفيسور الدكتور سيباستيان بويركك والفليمنغ كريتشمير، مما يمثل حلاً تقنياً لمشكلة كيميائية تحليلية طويلة الأمد. تعتمد طرق التحليل الكمي والنوعي على فصل الجزيئات المعقدة عبر أعمدة كروماتوجرافية، حيث يرتبط التعرف الدقيق على المركبات بشكل حاسم بتوقع وقت خروجها بدقة. لكن هذه القيم تتأثر بعشرات المتغيرات التجريبية مثل نوع العمود والمذيب والأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة، إضافة إلى التغيرات الطفيفة في المكونات الميكانيكية. ونتيجة لذلك، كانت النماذج السابقة تتطلب معايرة مكثفة وقياس مركبات قياسية طويلة الأمد على نفس النظام المستهدف، مما يعيق سرعة التحليل ويزيد التكاليف بشكل كبير. لتصحيح هذا الخلل، طوّر الفريق منهجية ذكاء اصطناعي ثنائية المرحلة تعتمد على مؤشر ترتيب الاحتفاظ. يستقبل النموذج الأول البنية الجزيئية المشفرة بشبكة عصبية رسومية، مدمجة مع طبقات إضافية وشبكة تغذية أمامية لتحليل معايير الكروماتوجرافيا بدقة. ويخرج النموذج نتيجة رقمية تحدد موقع الجزيء ضمن التسلسل الزمني المتوقع. وفي المرحلة الثانية، يتم تحويل هذا المؤشر إلى أوقات احتفاظ محددة باستخدام نقاط مرجعية قليلة فقط دون الحاجة إلى محاكاة دقيقة لكل متغير تجريبي. يميز هذا الأسلوب قدرته على العمل فور التثبيت دون تدريب مسبق مكثف على نظام محدد، مما يجعله متوافقاً مباشرة مع الأنظمة الجديدة والمركبات غير المعروفة. كما يفوق أدائه النماذج القائمة التي تعتمد على المعايرة الطويلة، حسب ما أكده الباحثون خلال تطوير المنهجية. تفتح هذه التقنية آفاقاً واسعة في مجالات اكتشاف الأدوية وتحليل المنتجات الطبيعية والتحليل البيئي والكيميائي الغذائي والدوائي. ويتيح الحل للمختبرات التحقق من هوية الجزيئات ومطابقة أوقات الاحتفاظ مع الهياكل الكيميائية المفترضة بدقة عالية. يتوفر الحل حالياً كبرنامج حاسوبي كتطبيق ويب، مع خطط استراتيجية لدمجه تلقائياً في برمجيات المختبرات التي تجمع بين الكروماتوجرافيا السائلة ومطياف الكتلة، مما يعزز كفاءة الدقة التحليلية ويعجل وتيرة البحث العلمي.