2024-09-19
自2023年Thermo Fisher推出Orbitrap Astral質譜儀以來，該儀器迅速成為蛋白質組學研究領域的核心工具。作為一款結合超高靈敏度和高分辨率的質譜平臺，Astral 在多種研究領域中展現出卓越性能，特別是在單細胞蛋白質組學、修飾蛋白組學、宏蛋白組學以及疾病標志物發現等方面。這款儀器能夠捕捉極低豐度的蛋白質信號，并在復雜樣本中實現更深層次的蛋白質解析，為科學家提供了強大的數據支持。派森諾此前對Astral實測數據進行了展示：震撼登場！質譜黑科技——Astral，引領未來分析新潮流！（點擊查看）
自 Astral 質譜儀推出后，已有超過 60 篇蛋白組相關的研究和論文發表（包括bioRxiv文章），展示了該技術在推動科學突破方面的巨大潛力。其高通量分析能力可為精準醫學和藥物開發提供重要幫助，不僅提升了數據采集的效率，還加速了臨床和基礎研究中的新發現，展現了 Orbitrap Astral 在跨學科領域的巨大潛力。
Astral質譜儀
本文將詳細匯總這些基于 Orbitrap Astral 的研究成果，分析其在不同應用場景下的影響力，幫助讀者全面了解這一前沿技術在現代科學研究中的發展趨勢及其未來應用前景。
一、發表論文
自 Orbitrap Astral 質譜儀于 2023 年推出以來，蛋白質組學領域的研究論文數量持續增加，尤其是在高通量、高靈敏度的蛋白質分析方面。該技術已被廣泛應用于不同類型的蛋白質組研究，包括復雜疾病如癌癥、神經退行性疾病等中的蛋白質功能解析。隨著儀器的高分辨率和低豐度蛋白檢測能力的提升，科學家們能夠更快速、更全面地進行蛋白質組學研究，使得相關領域的文章數量穩步增長。
根據檢索結果粗略統計發現，基于Orbitrap Astral蛋白組學的文章中，有近一半采用常規DIA定量蛋白組技術，研究方向包括血漿蛋白組、唾液蛋白組、細菌蛋白組等特殊樣本蛋白組，策略優化、檢測/分析技術探索等方法學，腫瘤、神經退行性疾病、糖尿病等臨床疾病，以及環境、蛋白結構等。
從發表論文占比來看，Orbitrap Astral質譜儀推出僅一年多，國內作為第一發表單位的文章占比約1/4，表明Orbitrap Astral在國內科研領域的得到非常關注與應用。并且國外發表的文章以方法類為主，而國內發表文章以應用型為主。經過近一年左右的技術優化與數據積淀，越來越多的科研工作者把Orbitrap Astral作為蛋白組學技術的首選平臺，預計未來3年內基于Orbitrap Astral的研究論文將呈現指數增長的趨勢。
二、主要應用
Orbitrap Astral 質譜儀的核心優勢體現在其對低豐度蛋白的高效檢測。該儀器能夠在復雜樣本（如血漿、組織甚至單細胞）中進行深度蛋白質分析，尤其在疾病標志物的發現中扮演了重要角色。其靈敏度使研究人員能夠識別出那些在傳統技術中難以檢測的蛋白質，從而推動精準醫學中的新藥開發和疾病診斷工具的改進，尤其是在癌癥和代謝疾病的生物標志物研究中。
相較于其他質譜儀，Astral 帶來了顯著的技術突破，特別是在蛋白質鑒定和定量分析方面。憑借其超高的分辨率和掃描速度，Astral 可以一次性分析更多的蛋白質樣本，同時保持極高的精度。這種高通量和高靈敏度結合的特點極大加快了蛋白質組學研究進展，顯著縮短了從樣本制備到數據獲取的時間，并提高了實驗結果的可靠性和可重復性。
對于單細胞蛋白組學研究，蛋白鑒定深度可達2000~6000+不同研究中使用的細胞類型及細胞數目有差異，導致鑒定數差異較大；血漿蛋白組60min可鑒定到6000+蛋白；唾液、組織、常規細胞樣本可鑒定到上萬種蛋白；宏蛋白組分析糞便復雜樣本，鑒定蛋白數高達44000+。
三、未來趨勢
隨著 Orbitrap Astral 質譜儀的廣泛應用，蛋白質組學的研究正不斷邁向新的高度。未來，單細胞蛋白質組學將成為關鍵發展方向，通過解析個體細胞內的蛋白質網絡變化，科學家們將深入揭示細胞間的異質性。這項技術將為腫瘤異質性、免疫學和生殖發育等領域帶來全新的研究視角，使單細胞蛋白質組學成為生命科學研究的核心。此外，血漿蛋白組學鑒定深度的提升將顯著加速臨床診斷和預后生物標志物的發現與應用，推動基礎生物學、臨床轉化和精準醫學的突破性進展。
1、更高的靈敏度和分辨率
Astral 質譜儀相較于傳統的 Orbitrap 質譜儀，具有更高的靈敏度和分辨率。這使其在檢測低豐度蛋白質和修飾蛋白（如磷酸化、糖基化等）時具有顯著優勢。未來的研究趨勢將繼續朝著高通量、全覆蓋的蛋白質鑒定方向發展，Astral 質譜將助力于揭示更多的低豐度或難以檢測的蛋白質。
2、單細胞蛋白質組學
單細胞分析是蛋白質組學的重要發展方向之一，特別是在腫瘤研究和個性化醫學領域。隨著 Astral 質譜儀在單細胞蛋白質組學中的應用不斷增加，它能夠提供更精確的定量和鑒定能力，推動單細胞蛋白質表達譜研究的發展。
3、蛋白質翻譯后修飾的高通量檢測
翻譯后修飾（如磷酸化、乙酰化等）在蛋白質功能調控中起著至關重要的作用。Astral 質譜儀具備出色的動態范圍和高分辨率，在未來的研究中，有望用于深入解析多種翻譯后修飾，揭示復雜生物過程中的信號通路。
4、整合多組學數據
未來蛋白質組學與其他組學（如轉錄組學、代謝組學）的整合趨勢將日益明顯。Astral 質譜儀能夠與其他高通量組學平臺結合，通過深度解析多層次的生物信息，有助于構建更完整的生物學網絡。
5、臨床蛋白質組學應用
質譜技術在臨床診斷中的應用也會進一步拓展，特別是在生物標志物的發現和驗證中。Astral 質譜儀具備快速分析和高靈敏度檢測的特點，可以在未來的臨床蛋白質組學應用中幫助實現個體化醫療、早期疾病篩查和動態治療監測。
總的來說，Orbitrap Astral質譜的橫空出世，憑借其高靈敏度、高分析效率、高深度覆蓋等技術特點將為蛋白質組學技術應用帶來革命性的突破，尤其是在復雜樣品分析和多層次組學數據整合領域，引領下一代蛋白質組學時代的發展。讓我們期待更多突破性研究的問世。
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