1. 平台介绍

质谱技术平台是谱系多组学分析与鉴定系统中蛋白组代谢组质量分析子系统的建设内容，该系统聚焦于谱系细胞蛋白质组、代谢组在细胞命运决定与谱系演化中的动态调控规律研究，为细胞谱系蛋白质组、代谢组等多组学数据库构建和多组学信息体系建立提供关键技术支撑。

2. 核心优势/亮点

平台现已配备国际先进的超高分辨小分子质谱仪（Thermo Orbitrap Astral）与代谢成像质谱（Bruker timsTOF flex MALDI-2）以及单细胞和组织切片前处理设备（图1），可实现从单细胞到组织水平的高灵敏度、高通量、高空间分辨率蛋白质组、代谢组检测。该平台在样品制备自动化、微量分析灵敏度提升以及多组学融合方面具备显著技术优势。

3. 应用场景

3.1 人类细胞谱系图谱绘制

通过系统解析不同组织、发育阶段及疾病状态下的蛋白质表达谱，揭示细胞谱系分化与命运决定的分子机制，支撑细胞谱系多模态数据库的构建。

3.2 蛋白质组、代谢组学信息体系建设

以单细胞蛋白质组、代谢组为核心数据层，结合影像组、转录组、表观组及代谢组信息，构建数字孪生索引，实现从分子到细胞再到个体的系统层级整合。

3.3 疾病机制与精准医学研究

通过对病变组织及微环境单细胞蛋白组的高分辨分析，解析疾病发生发展中的关键信号网络，助力临床诊断标志物与药物靶点发现。

3.4 空间多组学成像与功能验证

借助MALDI-2电离增强技术，实现蛋白质、代谢物的空间定位与定量分析，为空间多组学研究和生物样本的分子影像提供支撑。

4. 核心原理、技术、成果/进展配图等

基于“毛细管内一体化烷基化反应系统”与“纳升级液相色谱分离”原理， 构建微反应与纳升级分离技术，可在极低样品量下实现酶解、衍生化与上样的一体化处理，大幅减少蛋白损失，实现蛋白质与代谢物的同步定量分析，为跨模态数据整合提供高精度支撑（图2）。此外，Orbitrap ASTRAL采用新一代轨道阱分析器与多维离子聚焦技术，实现皮克级（10⁻¹²g）样品的高精度定量与深度覆盖，单细胞层面可检测4000+蛋白，具备优异的线性动态范围与定量准确性；MALDI-2空间离子化增强技术，通过二次激光激发提高电离效率，实现信号强度提升10～100倍，显著增强组织及细胞层面的空间分辨质谱成像能力。

本平台通过将 纳升级液相-质谱系统、毛细管微反应器、选择性分泌组富集与双电离模式（ASTRAL+MALDI-2） 深度集成，构建了国际领先的单细胞蛋白质组与代谢组联合分析体系。该技术体系在样品损耗控制、检测灵敏度、数据通量和多组学耦合能力方面实现了系统性突破，为推动细胞谱系图谱构建、疾病精细机制解析与精准医学转化提供了关键技术支撑。

图1. 质谱平台

图2 代表性成果