解读《2025 研究前沿热度指数》:“利用高通量单细胞技术构建人类细胞图谱”成全球科研顶流

发布时间:2025-12-03


2025年12月,中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合发布《2025研究前沿》及《2025研究前沿热度指数》报告,在全球范围内遴选出128个研究前沿(含110个热点前沿和18个新兴前沿),涵盖11大学科领域。

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图丨《2025研究前沿热度指数》报告


其中,“利用高通量单细胞技术构建人类细胞图谱”被明确列为生物科学领域核心热点前沿,与行星边界框架、人工智能深度赋能科学研究等主题共同成为全球关注的焦点。从国家战略布局到科研产出爆发,从基础探索到产业落地,多维度数据印证:单细胞技术正引领新一轮生命科学革命,而单细胞分选、单细胞蛋白组学与测序技术作为核心支撑,已成为定义未来科研的关键赛道。


01

热点前沿解码:高通量单细胞技术重塑人类细胞图谱构建


1. 前沿热度登顶,国家竞争进入深水区


《2025研究前沿热度指数》报告显示,生物科学领域的全球研究竞争呈现“中美领跑、欧日紧跟”的格局。美国以25.31分的研究前沿热度指数稳居全球第一,中国以18.82分紧随其后,两国共同占据该领域核心话语权。其中,“利用高通量单细胞技术构建人类细胞图谱”相关研究的核心论文虽平均出版年限集中在2022年前后,却已累计1016次被引,成为近年增速最快的研究方向之一。


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图丨生物科学领域热点前沿和新兴前沿基本信息


从前沿贡献度来看,中美两国在该热点前沿的顶尖研究产出占比超90%:美国以64.3%的排名第一前沿占比展现绝对优势,中国则以28.6%的占比稳步追赶。这种高强度的国际竞争,直接推动单细胞技术迭代加速——报告明确指出,高通量单细胞技术等前沿正加速学科交叉融合,引发科学研究范式的深刻变革,而高效、精准的单细胞研究工具已成为各国科技创新布局的重点。


2. 跨领域价值爆发,市场规模迎来指数级增长


单细胞技术的影响力早已超越生物科学本身,形成“基础科研-临床应用-产业转化”的全链条渗透。在临床医学领域,基于单细胞分选与蛋白组学的精准诊断技术,让肿瘤、神经退行性疾病等复杂疾病的靶点发现效率提升,为个性化治疗提供底层支撑;在药物研发领域,单细胞技术缩短了细胞株开发周期,使抗体药物、疫苗的研发成功率显著提高,成为生物制药企业的核心竞争力;在基础科研领域,人类细胞图谱的构建正逐步揭开细胞分化、组织异质性的奥秘,为再生医学、合成生物学等前沿方向提供关键数据。


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图丨单细胞技术


市场数据同样印证这一趋势:仅生物制药领域,全球单细胞分析市场规模预计将在2030年突破七十五亿美元。而随着《2025研究前沿》报告中强调的“科技、经济、社会融合发展”需求升级,细胞治疗、精准医疗等下游领域的需求爆发,将进一步放大单细胞技术的市场潜力。作为这一切的基础,单细胞分选技术的性能直接决定后续研究的准确性与效率,成为制约或推动前沿进展的关键变量。


3. 传统技术遇瓶颈,国产替代成必然趋势


尽管单细胞研究热度高涨,但传统技术手段的局限性正成为科研痛点。目前主流的有限稀释法、流式细胞分选(FACS)等技术,普遍存在操作繁琐、细胞活性受损、单克隆纯度不足等问题。更值得关注的是,这些核心仪器多被国外品牌垄断,不仅使用成本高昂,还存在耗材断供的潜在风险——这与《2025研究前沿》报告中强调的“有组织基础研究、自主科技基础设施建设”需求形成鲜明对比。


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图丨技术封锁


中国在生物科学领域的研究前沿热度指数虽稳居全球第二,但在单细胞分选等关键技术装备上的“卡脖子”问题,仍制约着研究效率的进一步提升。因此,开发具备自主知识产权、高性能、高性价比的国产单细胞分选设备,不仅是企业发展的机遇,更是支撑中国在全球细胞图谱构建、精准医疗等前沿领域实现“领跑”的战略需求,契合国家科技创新的核心导向。而在这一背景下,国产单细胞技术的突破,正为全球科研界带来更具竞争力的解决方案。


02

技术赋能前沿:国产单细胞工具如何适配全球科研需求?


面对“利用高通量单细胞技术构建人类细胞图谱”这一前沿课题的核心诉求——高效分选、高纯度样本、高细胞活性,国产创新技术正以更贴合科研实际的设计,破解传统技术难题。


在样本制备环节,科研人员亟需快速完成大规模单细胞铺板,同时保证每个样本的纯度与活性,为后续蛋白组学分析、测序提供可靠基础。对此,我们深知科研人员对“快”与“准”的双重追求。傲睿科技单细胞分选系列设备(SCP4000/4100)创造性地将液体数字化技术与AI图像识别算法相结合,搭载高分辨率光学成像系统,能精准甄别优质单细胞,自动排除多细胞、碎片及状态不佳的细胞,识别正确率超98%;其与中国医学科学院苏州系统医学研究所合作开展的单细胞蛋白质组学研究,已实现单细胞蛋白鉴定数中位数达5784的优异成果(相关白皮书可至网站 www.aurefluidics.com 查看),从源头为后续单细胞蛋白组学分析、测序提供高纯度样本,规避数据偏差风险。同时,我们大幅提升铺板效率,96孔板铺板仅需2分钟,384孔板仅需8分钟,完美适配人类细胞图谱构建等大规模研究场景,让科研人员能将更多精力投入核心科学探索。


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图丨傲睿单细胞分选系列设备 SCP4000/4100

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图丨单细胞蛋白质组的蛋白和肽段鉴定数


科研严谨性是我们坚守的底线。针对交叉污染、实验中断等常见问题,SCP4000/4100的核心组件采用一次性可抛式设计,彻底杜绝样本交叉污染;集成640个独立可控喷嘴,有效避免单喷嘴堵塞导致的实验中断,确保大规模样本处理的连贯性。更重要的是,系统会实时捕获打印前的单细胞图像,为每一个样本提供可追溯的验证证据,单克隆保证率高达99.5%,完全满足科研数据可重复、可验证的核心要求,经过头部CDMO企业的严格验证。


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图丨单细胞分选设备芯片


作为国产创新企业,我们始终以“自主可控”为核心竞争力。SCP4000/4100的核心技术完全源于本土研发,从CMOS-MEMS喷墨打印芯片设计、整晶元微流道研发,到细胞操控算法优化,均实现了从设计、制造到测试的全链条自主可控。这不仅免除了国外设备的耗材断供隐忧,更能根据国内科研团队的实际需求提供定制化服务,在保证性能的同时具备显著性价比优势,让更多科研机构能无负担地接入前沿技术。


参考文献

[1] 中国科学院科技战略咨询研究院,中国科学院文献情报中心,科睿唯安. 2025. 《2025 研究前沿热度指数》报告 [R]. 北京:中国科学院科技战略咨询研究院.

[2] MarketsandMarkets. 2025. Single Cell Analysis Market: Growth, Size, Share, and Trends[R/OL].(2025-05-01). https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/single-cell-analysis-market-171955254.html.

[3] Persistence Market Research. 2025. Single-Cell Analysis Market Size, Trends, Share, and Growth Forecast, 2025-2032[R/OL]. (2025-09-09). https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/single-cell-analysis-market.asp.