——致敬前辈・赋能青年

  2025年9月22日,2025 年中国质谱学术大会在郑州落下帷幕。围绕“中国质谱——凝心聚力,共创未来”的主题,来自全国 138 所高校/科研院所/企业以及日本两所高校的 2000 余位专家学者汇聚一堂,共同探讨质谱技术的最新进展、应用挑战与未来趋势。过去三天时间内,大会举行了 2 场大会报告、 32 场分会报告,交流了 500 多个学术和技术报告,囊括仪器研发与质谱理论基础、新方法与新技术、生命科学与医药、环境与食品、临床质谱、质谱成像、能源材料、地球科学和公共安全等主题。

  本次大会上,特别颁发了“质谱终身成就奖”和“质谱优秀青年人物”奖项。“质谱终身成就奖”授奖南京大学陈洪渊院士,感谢其为中国质谱发展方面作出的卓越贡献。“质谱优秀青年人物”基础研究类获奖人为中科院大连化物所王方军教授、复旦大学乔亮教授,质谱仪器类获奖人为苏州安益谱张小华高工。三位青年获奖者在本次大会闭幕式上均作了学术报告,分别介绍了“极紫外激光解离质谱”、“深度学习用于蛋白质组和后修饰蛋白质组”以及“国产高分辨静电阱质谱的研发和应用”方向的突破性进展。

大会现场

厂商概览

墙报展览

学术报告

  闭幕式的学术报告环节,北京大学王初教授、中科院大连化物所王方军教授、复旦大学乔亮教授以及苏州安益谱张小华高工带来精彩的大会报告,郑州大学郝新奇教授和宁波大学丁传凡教授共同主持。

郑州大学郝新奇教授和宁波大学丁传凡教授担任主持人

  

北京大学 王初 教授

  王初教授作题为“化学和计算驱动的功能蛋白质组学”的报告。他表示,半胱氨酸在蛋白质组学研究中扮演重要的角色。为了高通量的发现半胱氨酸,课题组开发了 isoTOP-ABPP —— 一种用于识别和 ASPD 量化探针标记位点的定量 MS 平台。但是其还有一些局限性,团队对其进行了优化:首先通过 DIA-ABPP 进行的全面标记定量半胱氨酸组分析。其次,通过 DDA-ABPP 对 Se蛋白组进行分析同位素分析。但是其还存在技术挑战:缺乏高计算速度的同位素特征识别算法、质谱控制软件以及同位素特征的方法。为此,课题组进行了各种探索,发展了一种 isoSTAR 策略。结果表明,与 DDA 相比,isoSTAR 具有显著增强的分析性能。并且,可以通过 isoSTAR 发现并验证的新型半胱氨酸羧基烷基化反应。并且,应用后发现,通过同位素标记的 4-SU 和 isoSTAR 对 RNA 结合蛋白进行特定位点分析,发现新的 RNA 结合位点受 PTM 调控。

  另外,他还介绍了关于基于高通量 EV 蛋白质组学的 AI 驱动生物标志物发现的研究。团队开发了一种高效的高效蛋白质组学策略,该策略具有高通量、高灵敏度和覆盖范围广的优势,有助于实现实际的临床应用。已将这种方法对结直肠癌 (CRC) 的早期筛查和诊断进行了研究,在单盲队列研究中表现出色,还将开发的策略应用范围扩展到了评估 HBV 感染患者肝纤维化活动程度及其药物反应方面。另外,该方法还可以适用于其他临床疾病。

中国科学院大连化学物理研究所 王方军 教授

  王方军教授作题为“极紫外激光解离质谱”的报告。蛋白质非共价作用不稳定且高度动态,精准表征极为困难。现有谱学测量技术表征蛋白质非共价作用仍然面临巨大挑战,常规质谱“振动激发态解离”破坏蛋白质非共价作用,因此需要解决关键科学问题和技术挑战:如何选择性激发并解离蛋白骨架共价键,在碎片中保留非共价作用。而电子激发态解离可避免破坏非共价键。为此,团队研制了可调波极紫外激光解离质谱,这是国际首台 50-200nm 极紫外光解离质谱系统。

  该仪器具有准分子和自由电子激光光路整合系统(可实现 50-200nm 内可调波长)、真空度动态感知精密控制系统(光进得去,真空度跨越 4 个数量级)、静态电喷雾离子化装置(亚微米纳流静态非变性电喷雾)、碎片信号反馈多维光路调谐系统(光打得准,激光与离子東高时空精度匹配)等关键技术。应用上:电子激发态解离显著提升蛋白质骨架解离效率,碎片离子种类和蛋白质序列覆盖率显著提升,为抗体测序提供更大的手段。不同解离方式蛋白质测序对比,极紫外激光解离是整体蛋白质解离和测序的最佳策略。光解离碎片精准定位蛋白质非共价作用,来看:窄脉宽激发抑制热振动传递,提升光解离碎片中配体非共价作用的保留。

  应用该仪器,团队进行了关于“蛋白变体和构象分辨结构表征”和“致病性构象表征和新药发现”等方向的研究。探测蛋白变体和构象分辨结构表征方面,光解离碎片分析精准定位蛋白质与脂肪酰链疏水作用,细胞原位极紫外激光解离质谱技术可以解析胞内钙调蛋自共存构象中配体非共价作用。在致病性构象表征和新药发现方面,致病性突变的瞬时动态结构、无序相互作用和多肽的组装次序探索困难,极紫外激光解离质谱技术可以对蛋白质或多肽瞬时动态致病靶标的新药进行构象调控分析。

  最后他总结道,相较于常规质谱,极紫外激光解离质谱以选择性极紫外光激发、激发时间 1ps /5ns 、电子激发态解离,具有断强健(共价健)、留弱健(非共价健)的创新点,为蛋白质非共价作用表征提供了独特技术!

复旦大学 乔亮 教授

  乔亮教授作题为“深度学习用于蛋白质组和后修饰蛋白质组”的报告,主要介绍了针对谱图信息挖掘不够充分的问题,发展了深度学习肽段谱图预测方法,解决了磷酸化位点错误率评估问题,突破了糖基化位点和结构解析难题,从而提升了蛋白及后修饰分析的准确性和灵敏度。具体如下:

  谱图信息深度解析是蛋自质组研究的关键,而深度学习实现了对肽段色谱质谱行为预测,弥补了传统数据解析缺失的信息。团队通过深度学习促进蛋白质定性定量:基于深度学习的肽段预测二级谱图与实验谱图高度相似,达到了重复实验的效果;保留时间预测、肽段可检测性预测方面也都与实现值相关性高。实现直接从一级质谱信号鉴定蛋白:深度学习预测色谱保留时间、离子迁移率、质谱响应值用于 MS1 鉴定,额外鉴定了近 100% 的质谱信号。

  由于蛋白磷酸化位点定位依赖于位点特异性碎片的观测,团队建立不同位点的磷酸化肽,碎片的相对峰强度不同,并且深度学习预测磷酸化肽段碎片峰强度用于位点定位的思路。经过实验,基于深度学习的磷酸化肽段二级谱图预测效果达到了实验重复,还进行了磷酸化位点鉴定错误率评估,得到的位点错误率与实际错误率高度一致。应用在实际样本上,磷酸化位点鉴定数提高>70%。

  另外,由于存在糖基化高度复杂,具有位点和结构异质性,难以解析结构的挑战,团队建立图神经网络用于糖肽结构表示,用于蛋白糖基化结构和位点解析的思路。实验表明:基于深度学习的糖基化肽段二级谱图预测:在不同物种及不同数据集中均取得了精准二级谱图预测。去除诊断离子后,仍然能够区分不同的糖结构。并且,新发布的 DeepGPO 也可以用于 O-糖肽二级谱图预测。

苏州安益谱 张小华 高工

  张小华博士作题为“国产高分辨静电阱质谱的研发和应用”的报告。首先,他介绍了国产质谱仪发展现状:国产质谱国内总市场占有率< 7% ,进口品牌长期垄断,高端质谱空白仍然存在,高分辨质谱突破迫在眉睫。他介绍,静电阱为一个双曲函数 + 一阶广义卡西尼亚卵形线函数;而加上更高阶广义卡西尼亚卵形线函数(在阱内放置更多电极实现),就可得到更多样的 Cassitrap 形式。

  国产静电阱质谱仪的研发,要考虑分辨率和质量精度。已知离子在阱里面谐振时间越长,分辨率越高。因此,团队把问题拆分后各个突破。离子注入方面:安益谱 D-trap 突破 LMCO ,允许容纳质量范围更宽的例子; Qtrap 功能:四极杆选择离子模式更低的检出限;透镜组可达 50% 的离子传输效率。另外,团队进行了高压稳定性 (ppm级) 、系统级电磁兼容噪声优化技术、纳秒级高压脉冲切换速度、亚微米级曲面加工精度、超高真空、增强傅里叶变换、全谱近无损数据压缩算法等关键技术突破。

  Cassitrap 120K 静电阱质谱,坚持国产静电阱定性+定量的技术方案,朝着高分辨、全谱、定性精准、定量准确、体积小、成本低、易维护的方向,已经达到了关键指标:质量精度 <2ppm 、分辨率 >120K(1.5Hz,131m/z) 、扫描速度 >10Hz 、单谱动态范围 >5000 ,最终达到Cassitrap 120K 静电阱质谱 > 一台单四级杆质谱 + 一台高分辨质谱的效果,目前在同位素检测等领域的应用良好,提高了定性效率。

  最后,他总结道,高分辨静电阱的研发,既是理论问题,也是工程问题,二者缺一不可。应当基于现有研发基础上再创新,往高分辨、高通量技术发展。未来的产业链有待大家一起共建(加工、算法、数据库、应用)。

闭幕式及颁奖典礼

  闭幕式上,颁发了 10 个“优秀口头报告奖”和 30个 “优秀墙报奖”,以鼓励青年质谱学者深耕学术领域,积极创新、再接再厉。

郑兰荪院士和郭寅龙研究员颁发“优秀口头报告奖”

谢孟峡教授和王初教授颁发“优秀墙报奖”

丁传凡教授和乔亮教授颁发“优秀墙报奖”

王方军教授和张小华高工颁发“优秀墙报奖”

郑州大学张书胜教授作大会总结

  张书胜教授总结道,2025 年中国质谱学术大会是中国质谱界的又一次盛会。感谢所有参与本次会议的人员,为我国质谱领域的科研工作者们提供了一个合作交流的宝贵机会。本次大会,共有 2000 余名代表参加,涵盖全国 138 个高校、科研院所和企业,以及日本的两所高校。其中,500 余位代表作了学术报告和技术报告,40 余家参展企业展示最新的装备和质谱技术。

  此次大会,通过学术报告和热烈讨论和交流,碰撞出新的质谱学术思想。值得关注的是,大会特别设立并颁发了 “质谱终身成就奖”“质谱优秀青年人物奖”,以及优秀口头报告奖和优秀墙报奖。感谢陈洪渊院士等老一辈质谱学者的杰出贡献,也欣喜地看到青年科学家在本次大会中展现出蓬勃朝气与扎实功底,彰显了我国质谱领域的人才梯队活力。期望未来,产学研协同创新力量持续助力质谱领域发展,推动质谱技术在生命科学、环境监测、高端制造等关键领域加速突破、落地应用,为我国质谱学科的高质量发展注入持久动能。

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