目录
- 执行摘要：为什么2025年是脂质组学成像的关键年
- 市场规模和增长预测：2025–2029
- 关键参与者和新兴创新者（仅限官方公司网站）
- 尖端技术：MALDI、SIMS和下一代成像
- 应用：疾病生物标志物发现、药物开发等
- 监管环境和行业标准（例如，lipidomicsstandards.org）
- 投资趋势和融资热点
- 区域分析：北美、欧洲、亚太及新兴市场
- 挑战：数据整合、可扩展性和互操作性
- 未来展望：脂质组学成像平台的下一步是什么？
- 来源与参考
执行摘要：为什么2025年是脂质组学成像的关键年
脂质组学成像，即在生物样本中进行的空间分辨脂质分析，正进入一个变革性阶段，推动这一变化的因素包括仪器、自动化和数据整合的快速进步。2025年标志着一个关键时刻，学术界、临床界和工业界的利益相关者越来越认识到高分辨率脂质制图在疾病研究、药物开发和个性化医学中的强大能力。脂质组学成像平台的格局正在通过增强的质谱（MS）技术、新的样品准备工作流程和复杂的计算工具的汇聚而不断发展，使其具有无与伦比的灵敏度、速度和空间分辨率。
市场领导者如Bruker和Thermo Fisher Scientific正在引领矩阵辅助激光解吸/电离（MALDI）成像与高分辨率质谱的集成，使研究人员能够直接在组织切片中可视化和定量数百种脂质物种。这些平台现在配备了自动化工作流程和直观的软件，显著减少了分析时间和用户变异性——这一重大进展对于核心设施和转化实验室寻求扩大临床队列的脂质组学成像至关重要。到2025年，超高空间分辨率（低至5-10微米）和亚细胞成像能力的采用正在不断扩大，支持这一进展的还有离子光学和激光技术中的创新。
另一个重大进展是成像技术的民主化。像岛津公司这样的公司正在使台式MALDI仪器更容易获得，目标是中型实验室和医院。同时，随着安捷伦科技将成像质谱与先进的色谱技术结合，正实现更全面的脂质覆盖，并克服同位素干扰的挑战——这是脂质组学中的一个持续难题。同时，开源软件倡议和基于云的平台正在降低复杂数据分析的门槛，促进跨机构合作和数据共享。
展望未来，未来几年将看到监管机构的兴趣增加和验证工作加快，因为脂质组学成像在临床诊断中越来越贴近。行业财团和标准化机构，如LIPID MAPS脂质组学门户，正在加速协议和数据格式的统一。随着空间脂质组学被整合到多组学管道中，2025年标志着该领域的一个转折点，为生物标志物发现、治疗监测和组织病理学的突破奠定了基础，这将定义该行业在这一十年中的轨迹。
市场规模和增长预测：2025–2029
全球脂质组学成像平台市场正进入一个加速增长的阶段，推动这一增长的因素包括质谱、空间生物学的进展以及制药、临床和学术研究领域的需求。到2025年，市场的特点是高分辨率质谱成像（MSI）系统的日益普及，如矩阵辅助激光解吸/电离（MALDI）和次级离子质谱（SIMS）平台，这使得能够详细地在组织中空间绘制脂质物种。主要供应商，包括Bruker Corporation和Thermo Fisher Scientific，持续扩展其产品组合，提供定制的脂质组学成像解决方案，集成自动化、生物信息学和机器学习能力，以应对脂质数据集日益复杂的挑战。
在2025年，全球脂质组学成像平台的市场规模预计将超过数亿美元，支持这一增长的因素包括对精准医学、肿瘤学、神经科学和代谢疾病研究的投资增加。需求在北美、欧洲和东亚尤为强劲，这些地区的生物制药研发和转化研究中心迅速采纳这些平台。例如，SCIEX和安捷伦科技在核心实验室和商业环境中报告了其成像质谱解决方案的使用率不断增加。
展望2029年，脂质组学成像平台市场预计将以高单位数到低双位数的年复合增长率（CAGR）增长，推动该增长的因素包括技术创新和应用领域的扩展。增强的空间分辨率、多重分析能力，以及与蛋白组学和代谢组学等互补组学平台的整合，预计将为系统生物学和原位生物标志物发现开辟新的道路。像岛津公司这样的公司正在投资下一代成像质谱仪和软件，旨在进一步自动化脂质的鉴定和定量。
- 2025年：市场规模预计在数亿美元范围内；学术和临床研究需求强劲。
- 2025–2029年：预计CAGR在高单位数到低双位数之间，受创新和更广泛采纳的推动。
- 主要增长驱动因素：改善的空间分辨率、自动化、基于人工智能的数据分析和扩展的临床应用。
- 市场格局：以成熟的质谱供应商为主导，新兴参与者则专注于软件和工作流程整合。
到2029年，脂质组学成像平台有望成为先进分子病理学、制药开发和个性化医学的重要组成部分，核心平台提供商和集成商将继续通过研发和战略合作塑造竞争格局。
关键参与者和新兴创新者（仅限官方公司网站）
脂质组学成像平台近年来迅速发展，受到生物医学研究、制药和临床诊断中对空间分辨脂质分析日益增加的需求推动。到2025年，该领域的特点是成熟的仪器供应商和颠覆性创新者的结合，各自为脂质映射中的灵敏度、空间分辨率和通量等挑战贡献独特解决方案。
该领域的关键参与者包括Bruker Corporation，其MALDI（矩阵辅助激光解吸/电离）成像质谱仪广泛用于组织样本中的高分辨率脂质组学成像。Bruker的timsTOF和rapifleX平台已通过先进的离子迁移和快速采集模式进行了增强，提高了空间脂质组学应用的分子覆盖率和速度。同样，Thermo Fisher Scientific提供基于Orbitrap的成像解决方案和MALDI-ISQ平台，能够在生物基质中高灵敏度地检测和定量脂质物种。
另一家重要参与者是安捷伦科技，该公司已将其质谱产品组合扩展至包括针对脂质组学量身定制的成像能力，利用其四极杆飞行时间（Q-TOF）系统。安捷伦对用户友好的工作流程和强大的数据分析软件的关注，继续推动其在转化和临床研究环境中的采用。
新兴的创新者正在通过解决传统技术的局限性来塑造脂质组学成像的未来。SCiLS，目前为Bruker的子公司，处于软件创新的前沿，提供先进的空间数据分析和可视化工具，增强了对成像仪器生成的复杂脂质组学数据集的解释。同时，岛津公司开发了新的MALDI平台，提高了样品通量和自动化，满足临床和制药实验室对强大且可重复的脂质组学工作流程的需求。
展望未来，硬件进步与基于AI的图像分析和基于云的数据共享平台的进一步融合被预期到。像徕卡显微系统这样的公司与质谱仪制造商合作，集成显微镜和分子成像。未来几年也预计将看到对环境离子化技术的更多采用，例如由Waters Corporation开创的技术，这些技术有望降低样品准备障碍，实现临床环境中的实时脂质映射。
这一动态格局预示着脂质组学成像平台的前景良好，市场领导者和新进入者的持续创新有望扩展空间脂质组学在研究和医疗领域的影响力。
尖端技术：MALDI、SIMS和下一代成像
脂质组学成像平台近年来迅速发展，2025年有望标志着空间分辨、高通量脂质分析的新纪元。两个核心技术——矩阵辅助激光解吸/电离（MALDI）和次级离子质谱（SIMS）——依然处于前沿，而新兴的下一代成像模式正在扩展分析领域。
MALDI成像因其能够以高化学特异性绘制组织中的脂质分布而闻名，继续看到显著的创新。最先进的MALDI-TOF和MALDI-Orbitrap仪器现在常规地达到低于10微米的空间分辨率。Bruker，作为领先的制造商，推出了timsTOF fleX平台，结合了捕获离子迁移谱（TIMS）和MALDI，能够增强同分异构体的分离和快速、多重脂质分析。到2025年，商业系统提供自动样品处理、实时注释工具和基于云的数据共享，促进了多地点的大规模脂质组学研究的合作。
SIMS技术，特别是在其最新版本如聚集SIMS中，提供亚细胞空间分辨率，达到100纳米，使其对单细胞脂质组学具有重要价值。IONTOF的TOF-SIMS仪器广泛应用于学术和工业领域，提供3D脂质成像和与荧光显微镜的相关工作流程。在SIMS平台中，气体簇离子束（GCIB）的集成进一步提高了灵敏度并减少了碎片化，使得能够在复杂生物基质中检测完整脂质物种。
新一代成像方法正在出现，以解决通量、分子覆盖和原位定量方面的局限性。由像Waters Corporation这样的公司推进的解吸电喷雾电离（DESI）成像提供具有最小样品准备的环境离子化，支持快速临床转化。同时，结合MALDI或SIMS与高分辨率光学或电子显微镜的混合平台正在获得关注，使得在前所未有的空间尺度上实现相关的多组学分析。
展望未来，脂质组学成像领域预计将更广泛地采用机器学习算法，用于自动峰值注释和空间模式识别，直接集成到供应商软件套件中。离子源的小型化、探测器技术的提升和实时数据流传输能力将进一步使高端脂质成像的获取变得更加普及，加速神经科学、癌症和代谢疾病研究的发现。随着主要仪器制造商的持续投资和来自学术界和临床用户的需求增长，2025年及随后的几年将见证脂质组学成像平台能力和应用的显著扩展。
应用：疾病生物标志物发现、药物开发等
脂质组学成像平台已成为疾病生物标志物发现、药物开发和更广泛的生物医学研究中不可或缺的工具。到2025年，这些平台正在经历快速的技术进化，由质谱（MS）、新型电离技术和复杂的数据分析软件的进步驱动。主要制造商如Bruker Corporation、Thermo Fisher Scientific和Waters Corporation不断推出精细的MS成像系统，包括矩阵辅助激光解吸/电离（MALDI）和解吸电喷雾电离（DESI），提高了脂质在组织切片中检测的空间分辨率和灵敏度。
在临床和转化研究中，脂质组学成像正在帮助定位和定量与疾病相关的脂质，支持识别诸如癌症、神经退化性疾病和代谢疾病等状况的潜在生物标志物。在2024-2025年，几家制药公司已将高分辨率MS成像平台纳入其前临床药物开发工作流程，以阐明基于脂质的药物机制和偏离靶标的作用。例如，SCIEX的脂质组学成像解决方案正被用于跟踪药物分布和细胞及亚细胞水平的脂质扰动，加速候选药物的优化和安全评估。
- 疾病生物标志物发现：成像质谱平台现在能够进行多重脂质分析，使得在单个组织切片中空间绘制数百种脂质物种成为可能。这对于区分健康组织和病变组织，以及发现与早期疾病状态相关的脂质特征至关重要。例如，Bruker Corporation的MALDI成像系统已被用于肿瘤学和神经学领域的生物标志物研究。
- 药物开发：制药研发越来越多地利用脂质组学成像监测药物与脂质的相互作用，像Thermo Fisher Scientific这样的公司提供针对药物动力学和药效学研究量身定制的软件包。
- 超越临床：应用现已扩展至营养学、微生物组研究和个性化医学，像Waters Corporation的MS成像使研究人员能够绘制植物、微生物和动物样本中的脂质分布。
展望未来，未来几年将看到在通量、自动化和信息学整合方面的进一步提升，同时在多组学研究中的采用也将增加。预期有新进展在于环境离子化和高速成像的技术将推动更广泛的临床应用，扩展精准医疗的可能性。
监管环境和行业标准（例如，lipidomicsstandards.org）
脂质组学成像平台的监管环境和行业标准随着该领域的发展和其在临床、制药和生命科学研究中的应用扩大而迅速演变。到2025年，监管机构和行业财团正在关注数据的一致性、数据质量、可重复性和脂质组学数据的互操作性，特别是针对MALDI-MSI（矩阵辅助激光解吸电离—质谱成像）和DESI-MSI（解吸电喷雾电离—质谱成像）等成像模式。这些努力对将脂质组学成像从研究环境转向临床诊断、药物开发和监管提交至关重要。
这一过程的基石是脂质组学标准倡议（LSI），该倡议继续协调全球努力，制定和传播社区驱动的脂质鉴定、定量和报告标准。到2025年，LSI正在努力将其指南特别延伸至成像平台，解决空间分辨率、标注准确性和标准化报告格式等问题，以确保跨研究的可比性和监管的接受度。
仪器制造商如Bruker和Thermo Fisher Scientific积极与标准化机构合作，将合规功能集成到其下一代成像质谱仪及相关软件中。这包括内置的质量控制工作流程、可追溯的校准程序和对标准化数据格式（如imzML）的支持。这些发展响应了监管机构和制药客户对稳健审计轨迹和可重复数据日益增长的需求，尤其是在良好实验室实践（GLP）和新兴临床应用的背景下。
在监管方面，美国食品药品监督管理局（FDA）和欧洲药品管理局（EMA）与脂质组学社区的参与度增加，参加工作坊并发布了关于在药物开发和生物标志物资格中使用质谱基础的组学数据的指导。虽然到2025年尚无具体的脂质组学成像法规，但机构正在鼓励提前对话和使用共识标准，以简化未来的监管接受过程。
展望未来，预计未来几年将看到更多成像特定标准的正式化，甚至可能出现针对进行受监管脂质组学成像研究的实验室的认证计划。行业团体，包括LIPID MAPS财团，预计将在教育、资源共享和促进国际共识方面发挥关键作用，加速脂质组学成像技术在生物医学研究和医疗中的安全和有效采用。
投资趋势和融资热点
脂质组学成像平台正在经历显著的投资势头，随着对生物医学研究、药物开发和临床诊断中空间分辨脂质分析的需求不断增长。到2025年，资金趋势继续集中在开发和商业化先进的质谱（MS）成像系统、单细胞脂质组学，以及与人工智能（AI）相结合的数据分析上。
领先制造商如Bruker Corporation和Thermo Fisher Scientific正在积极扩展其脂质组学成像产品组合，包括矩阵辅助激光解吸/电离（MALDI）和解吸电喷雾电离（DESI）平台。这两家公司最近已经宣布增加研发预算和战略收购，以加速空间脂质组学的创新，针对转化医学和制药应用。
在开发新型成像模式和样品准备技术的初创企业和成立不久的企业中，投资活动也很活跃。例如，Ionpath获得了风险投资用于其多重成像质谱平台，该平台越来越多地应用于肿瘤学和免疫学的脂质组学研究。同样，Scientist.com正在促进新兴脂质组学服务提供商的合作伙伴关系和融资轮，增强学术界和行业对尖端成像技术的可获得性。
- 地理融资热点：北美和西欧仍然是主要的投资中心，由于制药研发管道已经成熟以及政府支持的精准医学计划的推动。然而，东亚，特别是中国和日本的风险投资兴趣日益增加，当地仪器制造商如岛津公司正在迅速扩展其脂质组学成像能力。
- 公私合营：主要研究机构正与平台开发者建立合作，推动临床转化。值得注意的是，EMBL和Charité – Universitätsmedizin Berlin参与了欧盟资助的财团，针对多组学成像进行了 substantial allocations for lipidomics。
展望未来几年，分析人士预计融资轮将持续增长，越来越关注基于人工智能的空间数据分析和小型化、高通量成像解决方案。战略投资预计将重点关注扩展临床验证、合规监管，以及与其他组学平台的集成，将脂质组学成像巩固为下一代精准健康技术的核心支柱。
区域分析：北美、欧洲、亚太及新兴市场
脂质组学成像平台正在经历动态的区域增长，截至2025年，北美、欧洲、亚太（APAC）和新兴市场各自呈现独特的趋势和机会。这些平台整合了先进的质谱（MS）和高分辨率成像，以空间绘制组织中的脂质分布，是生物医学研究、诊断和制药开发的核心之一。
北美在脂质组学成像的采用和创新中保持领先地位。Thermo Fisher Scientific和Bruker等知名制造商的存在，使新型MS成像技术（包括MALDI-TOF和基于Orbitrap的系统）得以快速部署。美国和加拿大的学术合作和联邦资金继续推动转化研究，应用范围从肿瘤学到神经科学。该地区的监管环境也支持临床采用，越来越多的公司针对生物标志物发现和个性化医学追求转化工作流程。
欧洲的特点是强大的研究重点和跨国财团，例如欧洲分子生物实验室（EMBL）的共同努力。欧洲制造商，包括Waters Corporation和SCIEX，正在推广多重成像平台和用户友好的数据分析软件。欧盟对生物信息学和开放数据的重视正在促进互操作性和标准化，为系统生物学和临床脂质组学的泛欧项目提供支持。预计监管协调和公私合作将在不久的将来加速脂质组学成像的临床转化。
亚太（APAC）正在迅速成为脂质组学成像的增长引擎，尤其是在中国、日本、韩国和澳大利亚。该地区生命科学基础设施的投资激增，像岛津公司和JEOL Ltd.等公司正在扩大其产品组合，以满足当地研究需求的先进MS成像解决方案。政府支持的计划正在推动脂质组学平台在精准医学和人口健康研究中的整合。学术机构与行业参与者之间的合作预计将在2025年及以后的创新和采用方面发挥推动作用。
新兴市场，特别是在拉丁美洲和中东与非洲的某些地区，正在开始采用脂质组学成像平台，尽管采用仍处于早期阶段。现代化医疗基础设施和扩展研究能力的计划正在进行，往往与全球供应商如安捷伦科技合作。当这些地区解决成本、培训和数据管理等障碍时，特别是随着平台成本下降和基于云的分析变得更加可获取，预计将逐步提高采纳率。
总体来看，未来几年可能会看到持续的全球扩张，北美和欧洲在创新方面领跑，亚太地区加速采用和本地发展，而新兴市场则开始更积极地参与脂质组学成像生态系统。
挑战：数据整合、可扩展性和互操作性
脂质组学成像平台正在迅速进步，提供对生物组织中脂质分布前所未有的见解。然而，随着采用在2025年及以后持续扩大，数据整合、可扩展性和互操作性等重大挑战依然存在。这些问题至关重要，因为脂质组学成像生成的大量异质数据集需要强有力的解决方案，以进行有意义的解释和跨平台协作。
一个主要挑战是跨不同成像模式和仪器的数据整合。领先的平台提供商如Bruker和Thermo Fisher Scientific提供基于高分辨率质谱的成像系统，但其专有软件生态系统和数据格式可能阻碍无缝整合。尽管社区越来越多地采用像imzML这样的开源格式，并非所有仪器都本原地支持这些标准，这使得下游分析和多组学数据融合变得复杂。
可扩展性仍然是一个紧迫问题。由先进的如岛津的MALDI成像系统生成的数据集现在达到大型组织切片或队列研究的千兆字节规模，给许多研究环境的计算资源和存储基础设施带来了压力。基于云的分析环境正在出现——由安捷伦科技等公司提供，但脂质组学成像数据的安全、可扩展管道才刚刚开始成熟，广泛采用受到数据隐私、传输速度和成本的担忧限制。
不同平台和分析工作流程之间的互操作性也是一个显著的瓶颈。尽管如人类蛋白组组织（HUPO）和ELIXIR等组织正在努力，但仍然没有针对脂质组学成像元数据、实验参数和分析输出的通用标准。这种缺乏协调性使得从不同实验室汇总数据集变得困难，阻碍了大规模协作研究和荟萃分析的进行。
展望未来，行业利益相关者预计将优先考虑共同数据标准和API的开发，以及可扩展的、互操作性的软件解决方案。平台供应商之间的合作，如Bruker与Thermo Fisher Scientific之间的近期合作，表明正在朝着更大的跨兼容性迈进。尽管如此，解决这些数据挑战仍需要制造商、生物信息学开发者和更广泛的研究社区之间的持续协调，以便充分释放脂质组学成像在未来几年的潜力。
未来展望：脂质组学成像平台的下一步是什么？
截至2025年，脂质组学成像平台正在进入一个受质谱、空间分辨率和与人工智能（AI）整合的进步所塑造的变革期。该领域正在看到对能够提供高通量、高分辨率成像的仪器进行重大投资，以解决组织中的复杂脂质分布，应用范围从生物标志物发现到精准医疗。
核心公司如Bruker和Thermo Fisher Scientific处于前沿，已发布下一代质谱成像（MSI）系统，增强了电离技术和深度脂质组覆盖的软件。Bruker的MALDI-2和Thermo Fisher的基于Orbitrap的平台便是这一趋势的典范，提供了改进的灵敏度和空间分辨率——这对于解析亚细胞水平的脂质异质性至关重要。这些仪器越来越兼容互补技术，如离子迁移谱，从而实现对脂质同分异构体的详细特征描绘。
与此同时，自动化和信息学的重视日渐加强。像Waters Corporation这样的公司已经扩展了他们的软件生态系统，以支持高效的工作流程和强大的数据分析，结合机器学习算法以促进脂质的鉴定和定量。这种集成预计将成为下一波脂质组学成像的定义特征，使研究人员能够处理现代平台产生的快速扩展的数据集。
未来几年的前景包括向多组学成像的转变——在同一组织切片上结合脂质组学、蛋白组学和代谢组学。仪器制造商正在开发相关成像工作流程，以实现真正全面的分子表型，这预计将在神经科学、肿瘤学和代谢疾病研究等领域取得突破。
- 主要制造商预计将于2026年发布更高分辨率和更用户友好的系统，针对临床和研究实验室。
- 仪器供应商与学术财团之间的合作，如人类蛋白组组织（HUPO），将标准化成像协议，推动可重复性和跨机构研究。
- 扩展的基于云的信息学平台将增加可访问性，允许较小的实验室安全地分析和共享大型脂质组学成像数据集。
总体来说，脂质组学成像平台的未来由快速的技术创新、增加的自动化以及与AI和多组学的整合所定义。这些进步有望加速基础研究和临床应用的转化，将脂质组学成像建立为下一个十年及更久的系统生物学和个性化医疗的基石。
来源与参考
- Bruker
- Thermo Fisher Scientific
- Shimadzu Corporation
- LIPID MAPS脂质组学门户
- SCIEX
- SCiLS
- 徕卡显微系统
- IONTOF
- EMA
- Scientist.com
- EMBL
- Charité – Universitätsmedizin Berlin
- JEOL Ltd.
- 人类蛋白组组织（HUPO）
- ELIXIR
