脂质组学进入精细结构时代，人类脂质组计划或将不远

生物谷

2024-11-28 19:58生物谷官方账号

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划重点

01清谱科技推出Ω Analyzer系统，实现高精度、高覆盖、高通量脂质结构分析，助力疾病标志物发现。

022024年5月，清谱科技与清华大学团队在国际分析化学顶级期刊《TrAC-Trends in Analytical Chemistry》上发表综述文章，介绍脂质精细结构解析技术进展。

03结构脂质组学已成为行业发展的重要方向，清谱科技在精细结构脂质组学产品化方面取得最新进展和应用案例。

04除此之外，清谱科技还推出了创新产品Gemini双线性离子阱小型质谱分析系统，进一步巩固了公司在便携质谱领域的领先地位。

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导读：清谱科技推出Ω Analyzer系统，实现高精度、高覆盖、高通量脂质结构分析，助力疾病标志物发现。仪器信息网采访了其两位骨干科学家，共同探讨脂质精细结构解析技术进展以及脂未来发展前景。

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2024年5月，清谱科技与清华大学团队在国际分析化学顶级期刊《TrAC-Trends in Analytical Chemistry》上共同发表了综述文章“Marching Toward Human Lipidome Project–Advancement of Structural Lipidomics”（“进军人类脂质组计划——结构脂质组学的进步”），重点介绍了脂质精细结构解析的技术突破和进展，特别强调了规模化精细结构脂质分析在促进脂质组学未来发展中的关键作用，并进一步阐述了对人类脂质组计划实施的展望。类比“测序仪”在基因组学科研和产业领域发展的核心作用，规模化脂质结构解析工具将成为推动脂质组学研究和产业发展的关键因素，也将成为推动人类脂质组学计划的核心驱动力。文章的第一作者为清谱科技科学家吴俊函博士，通讯作者为清华大学精密仪器系欧阳证教授。

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综合脂质组学分析流程

而就在刚刚过去的金秋10月，2024年国际脂质组学学会会议暨深圳医科院结构脂质组学研讨会（2024 International Lipidomics Society Conference & SMART Symposium on Structural Lipidomics）在中国深圳圆满召开，吸引了来自15个国家和地区的近300名脂质组学领域的专家、学者参会讨论。脂质组学领域的国际知名专家学者齐聚一堂，为大会呈现了52场精彩的口头报告，交流分享了脂质组学领域技术突破，应用突破等进展，结构脂质组学已成为行业发展的重要方向。作为大会的协办单位和钻石赞助商，清谱科技携其精细脂质组学产品方案和便携质谱系统亮相，为与会者展示了其在脂质组学研究中的创新成果。
仪器信息网在ILS大会召开期间，特别采访了清谱科技创新设计中心的两位骨干研发人员，首席科学家卜杰洵博士和结构脂质组学技术负责人吴俊函博士，探讨了精细结构脂质组学的发展和应用方向，以及清谱科技在精细结构脂质组学产品化方面的最新进展和应用案例。
图片采访现场
脂质组学：未来生物组学的重点方向
基因、蛋白、糖和脂质是生命体构成的四大类重要分子物质。脂质分子在信号传导、能量储存、细胞膜构成等方面扮演着关键角色，因此脂质组学在生命科学研究领域中备受关注。人类基因组和蛋白组分别有助于解释“什么可能发生”及“如何发生”，而脂质组学能够揭示“正在或已经发生”的生命活动现象。脂质的代谢异常通常与心脑血管疾病、肿瘤、糖尿病、酮血症、脂肪肝等疾病息息相关。大量遗传学研究和许多涉及脂质代谢酶和途径破坏的人类疾病都证明了脂质在细胞、组织和器官生理学中的关键作用。脂质组分析有望提供新型疾病分子标记，实现传统病理至分子病理的重要转换，被认为是四大组学中需要填补的重要空白，过去五年里在全球得到持续关注。
精细结构脂质组学分析系统：突破结构解析难点
如同基因组学及蛋白组学，脂质组学的发展有望极大地促进生命科学及医学的进步。但迄今为止，脂质组学的发展尚未与基因组学和蛋白质组学领域的爆炸式增长相匹配，这很大程度上是由于脂质分子结构的复杂性及质谱仪对精细结构在组学层面的分析能力的限制所导致。脂质的不同结构超过 40,000 种。以甘油脂类为例，在头基、碳链、C=C 位置、sn-位置、链上修饰以及立体构型等多个维度的变化导致其丰富的结构精细差异以及相应的生物学功能，进而影响生命活动的发展。质谱，通过与液相色谱等技术联用，已成为脂质组学的主要分析手段。但目前仅可区分脂质的亚类及碳链组成，无法辨识在 C=C 位置、sn-位置、链上修饰以及立体构型等维度上的结构差异，无法完全满足对脂质精细结构的高通量需求，被视为研究中的“硬骨头”。
为解决这一难题，清华大学化学系教授、国际脂质组学学会副主席瑕瑜教授于2014年开发了基于光化学衍生反应Paternò–Büchi反应（PB 反应）和串级质谱的联用技术实现了脂质分子中C=C位置的解析（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2592）；2019年将该方法与LC-MS技术相结合，发展了适用于大规模脂质组学精细结构分析能力平台，能够在牛肝提取物中一次性鉴定出上百种含有C=C位置信息的脂质分子（Nat. Commun. 2019, 10,79）。基于此核心技术，清谱科技推出了Ω Analyzer精细结构脂质组学系统，不仅能够准确分析脂质分子中C=C位置，同时可实现全自动数据依赖式非靶向筛查分析，使脂质分子结构的高精度、高覆盖、高通量分析成为可能。该系统是目前唯一适用于在脂质 C=C 位置异构体结构层面做规模化组学分析的工具，并同步发展了相应的数据解析软件及数据库，已应用于血液、血浆、组织、癌症患者组织等样品中脂类的分析，发现了诸多新型的潜在脂类生物标志物。这项创新技术在现有商品化LC-HRMS方法上实现了技术突破，如同一副“近视镜片”，让模糊的脂质结构越发清晰，为高特异性脂质生物标志物的探索和发现提供了精确、高效的分析工具。
图片清谱科技 Ω Analyzer 精细结构脂质组学系统
精细结构脂质组学分析服务：为标志物发现提供更清晰精准的数据
利用这项技术和LC-HRMS系统的完美融合，清谱科技建立了脂质组学分析服务平台，以先进的设备和专业的人才队伍，为有需要的客户提供常规非靶向脂质组学、常规靶向脂质组学和精细结构脂质组学分析，帮助客户更高效地取得创新性研究进展。
其中，精细结构脂质组学分析在疾病标志物的探索发现和筛查中做出突出贡献。中国医学科学院肿瘤医院马飞团队基于Ω Analyzer精细结构脂质组学系统，实现了对乳腺癌患者血浆的多维度精细结构脂质组学分析，并发现了大量与乳腺癌新辅助治疗有效性相关的精细结构脂质，这一发现为乳腺癌的辅助治疗有效性预测评估（预临床研究数据准确性高达95%）提供了新的方向。同时，精细结构脂质组学分析可应用于食品药品的脂质组学研究，中国科学院上海药物研究所果德安教授团队在冬虫夏草研究中，利用LC-Ω Analyzer-QTOF技术对多产地冬虫夏草及相关天然产物进行了多维度精细结构脂质组学分析，借助结构脂质组信息对不同产地冬虫夏草进行精确鉴别，以及真伪品的有效区分，为中药材质量控制提供了有力支持。
团队还透露，清谱已与国内外多家高校和科研机构合作，旨在打造系统化、高通量化和高易用性的精细结构分析平台，构建从基础研究到临床应用落地的完整链条，助力生物学、医学和中医药等领域研究。
精细结构脂质组学蓝海未来：POC疾病诊断与疗效评价的广泛应用
清谱科技团队表示：“脂质组学的核心在于对脂质分子结构的精细解析，而这正是清谱创新技术的独特优势。清谱科技将始终秉承创新技术驱动的差异化战略，助力人类脂质组学计划的实施和开展。” 从历史发展来看，基因组学和蛋白组学市场规模的快速增长是从基因测序技术和质谱蛋白质分析技术成熟度提升后开始的。同样的，脂质组学也必须依赖重要分析技术——质谱精细结构解析技术的发展才能得以形成重大科研和产业突破。
基因组学已跨过技术/概念验证和大规模组学生物研究阶段，并大规模应用于医学诊断，市场规模达到惊人的全球4200亿人民币（2023年，RESEARCH AND MARKETS）；蛋白组学虽处于大规模组学生物研究中期，在医学端实现少量应用，其市场规模既已全球1800亿人民币（2023年，RESEARCH AND MARKETS）。截至目前，基因组学和蛋白组学市场规模仍保持着约15%的复合年均增长率持续扩大。过去10年，随着高分辨质谱技术的发展，脂质组学全球市场规模在5年内增长近30倍，在2023年达到80亿人民币。随着对脂质结构的深入认识，具备精细结构解析能力的质谱技术是支持脂质组学爆发式增长的关键。清谱科技提供的脂质精细结构分析方案或将提供脂质产业发展拐点的原动力，通过小规模组学生物研究已取得突出成果，可预期在其规模产业化后将面向的千亿规模市场。
在组学研究发展的成熟期，疾病生物标志物的发现将极大促进临床诊断、新药研发等领域的快速进步，脂质组学的发展或将同样遵循这一规律。清谱科技的便携式质谱仪以其小巧的体积和便捷的操作在质谱即时检测（POCT）的发展过程中占据领先地位。凭借便携质谱技术的优势，结合精细结构脂质组学在疾病标志物发现方面的专长，清谱科技致力于开创未来脂质疾病标志物现场快速检测的新纪元。
创新技术孵育市场需求，驱动行业发展
科学技术在快速迭代，清谱科技的发展不仅在于对质谱技术的精细打磨，更在于对市场需求的把握和前瞻性市场生态的理解与笃定。公司以科技创新为主体，以市场需求为导向，从基础研究到应用场景的全面闭环覆盖，将高精尖科研成果在多个领域快速落地，显著降低了质谱技术的使用门槛，成为警察、医生身边快速提供有效信息的便利工具。采访中，清谱科技团队多次提到，他们的使命不仅是制造高精度的质谱仪器，更是通过提供“面向市场的工具”，帮助行业用户从数据中挖掘更多价值。随着质谱技术在脂质组学、POCT医疗诊断、公共安全等多领域的深入布局，清谱科技无疑正在为质谱应用开辟更广阔的市场前景，不仅驱动着质谱行业的发展，也正默默驱动着多个行业向更精准高效智能化发展。
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（清谱科技首席科学家卜杰洵博士（左）、清谱科技结构脂质组学技术负责人吴俊函博士（右）、仪器信息网化学分析主编万鑫（中））

后记：
在全球质谱领域蓬勃发展的浪潮中，清谱科技（苏州）有限公司（简称：清谱科技）以其独特的便携质谱系统和精细结构脂质组学解决方案占据一席之地。作为一家专注于质谱技术的创新型微小企业，清谱科技依托全球顶尖的质谱科学家团队以及多年工程化经验积累，其自主研发能够解析脂质双键位置信息的精细结构脂质分析系统Ω Analyzer和便携式质谱仪Mini β、Cell、Mini π产品等，正加速拓展质谱分析技术的应用场景，让人类生活更安全、更健康。
目前，清谱科技的便携质谱设备已在公共安全、食品药品安全快速检测、临床诊断等多个领域得到广泛应用。特别是在食品安全和公共安全领域，便携质谱的成功应用为破获重大案件提供了有力支持，并保障了亚运会、进博会等众多大型活动的顺利开展。此外，便携质谱设备在中药质量控制、打假、溯源中的应用也有望加强中药市场的监管，减少非法贸易行为。在术中诊断和治疗药物浓度监测中，便携式质谱仪及体外诊断试剂盒（原位电离质谱法）形成的POCT质谱方案展现出优异的定性定量分析能力，正在形成独特的优势，有望成为临床诊断下一个广泛应用的技术平台。
清谱科技团队表示：“我们的目标是通过便捷的检测方案，为医疗、安防等领域提供更灵活、高效的解决方案。”2024年，清谱科技也推出了创新产品——Gemini双线性离子阱小型质谱分析系统。该系统在极微量样本（如单细胞）的多组分MSn分析方面具有显著优势，进一步巩固了清谱科技在便携质谱领域的领先地位。

采访编辑：万鑫

撰稿编辑：武冠琦

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| 作者：万鑫 武冠琦
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