成千上万条拉曼光谱数据，到底蕴含了哪些生物学意义？代码不熟、理论知识不足、终端算力不够，也想轻松徜徉拉曼数据瀚海？人工智能时代，一切皆有可能！

在刚刚落幕的2024中国生命科学大会上，青岛星赛生物科技有限公司（以下简称“星赛生物”）正式发布了一站式拉曼组智能云专家系统——拉曼智云（RamanAI；www.ramanai.net）。这一国际首创的云平台，将为研究人员提供简单、零基础、可视化的拉曼组数据分析体验，同时搭载先进的人工智能专家系统，在聊天中设计实验、搭建模型、完成数据分析。此外云端建立的模型，可实时导入星赛生物的单细胞分析/分选仪器系列（www.singlecellbiotech.com），指导基于拉曼光谱的细胞分选。

RamanAI拉曼智云发布会现场    刘阳供图

此次发布会在科学界引起了广泛的关注和热议，科研工作者们对这一新工具表现出了浓厚的兴趣。星赛生物董事长、中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员马波强调，“拉曼智云是公司响应科研需求、推动科技进步的重要产品，通过高科技解决方案简化复杂数据分析，释放科研人员的创造潜力，这将极大地加速科学研究和实验精度，推动整个行业向前发展。”

拉曼组数据：免标、无创的单细胞代谢表型组

拉曼光谱技术能够识别和量化细胞内的各种生物分子，如蛋白质、核酸、脂质和碳水化合物等，而拉曼组是一个细胞群体在特定条件下的单细胞拉曼光谱的集合，是一种广谱适用、非侵入性、高时空分辨率、快速、低成本的单细胞代谢表型组。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心主任徐健研究员介绍，拉曼组能将胞内代谢物的分子光谱定量地翻译为细胞实时状态下的底物代谢、产物合成、抗逆性、环境应激、化合物相互转化网络、细胞间代谢互作以及细胞种类等信息。单细胞中心和星赛生物合作，研制和产业化了业界首台高通量流式拉曼分选仪FlowRACS。这一产品作为目前国内外市场上唯一的拉曼流式细胞仪，首次使拉曼组数据的高通量、大规模的采集成为可能。

随着拉曼组迈入“大数据时代”的门槛，“拉曼智云”应运而生。拉曼智云聚焦于拉曼组这一全新的数据类型，旨在为非标记、非侵入性的单细胞代谢表型组分析提供一站式的云分析手段，推动拉曼光谱的应用拓展以及大数据系统构建。

数据易得，个中奥妙难解析

随着高通量拉曼流式装备FlowRACS的推出，大规模获取拉曼组数据变得越来越容易。然而，如何从这些复杂的数据中提取出有价值的信息，却是一个巨大的挑战。

星赛生物的王永顺工程师介绍：“拉曼智云内置‘智云分析’和‘智云建模’功能模块，融合了高场景匹配的机器学习算法、前沿的深度学习算法、多种自研算法，以及当前备受瞩目的大模型技术，支持高度自动化的光谱分析建模、图像及多模态分析流程。根据用户的定制需求，拉曼智云可呈现丰富多彩、期刊发表质量的可视化图表。”

拉曼智云，AI加持的云专家

缺少物理化学知识，没有数据分析经验，也可借助拉曼光谱技术轻松开展实验？

“当然可以”，星赛生物的首席科学家尹沂峰兴奋地说，“拉曼智云内置‘智云专家’功能模块，不仅全天候对整个数据分析流程提供智能引导，而且配备智能问答窗口，设计实验问题、数据分析问题，所有疑问，‘智云专家’统统回答您！”

在发布会现场，尹沂峰还展示了利用拉曼智云开展的部分应用案例，如哺乳动物细胞免标无参聚类、益生菌种类鉴定、番茄红素高产菌株筛选和高耐受细胞识别等。他强调，这些应用展示了拉曼智云在实际科研中的广泛适用性和高效性。

拉曼智云已经与星赛生物的高通量流式拉曼分选仪FlowRACS、单细胞拉曼光镊分选仪RACS-Seq实现了无缝对接。一方面，用户可以直接从仪器端上传数据，无需进行复杂的数据转换和格式调整；另一方面，用户从拉曼智云下载的数据模型，也可轻松导入FlowRACS或者RACS-Seq中，辅助后续的单细胞分选工作。

这种“析选同步”的方式，不仅提高了数据处理的效率，也为仪器的性能提供了强有力的支持。

打破拉曼组数据孤岛，释放终端算力

拉曼智云不仅仅是一个数据分析平台，它还内置了云端超高算力支持，使用户可以摆脱硬件限制，随时随地进行数据分析。平台的集中数据管理系统支持每组用户高达20G的存储空间，极大地简化了数据管理流程，方便数据的访问和共享。

星赛生物的生物技术总监朱鹏飞介绍到，“从单细胞拉曼光谱定性和定量地测量单细胞的代谢表型组，取决于关联光谱特征和特定代谢表型的一系列‘模型’。拉曼智云是这些‘拉曼代谢模型’的一站式数据库。同时，拉曼智云内置了‘智云商城’，允许用户共享、交易和应用模型。我们希望建立一个科研社区，让用户不仅可以交易和应用模型，还可以共享数据，促进科研协作和技术进步”。 

未来，星赛生物将不断优化扩展拉曼智云的功能，增加更多的自研算法，为科研人员提供更强大、高效的拉曼数据分析工具。同时，星赛生物还计划将拉曼智云与更多类型的科研设备进行集成，以支持更广泛的科研应用和商业合作。

拉曼智云通过“一键云化”的功能，实现了数据的即时上传、云端处理和分析、模型共享，极大地节约了科研人员的时间和精力。星赛生物的总经理洪铉哲表示，“我们的目标是让科研工作者能够更专注于科学探索的本质，而不是被繁琐的数据处理工作所困扰。”

随着大数据与人工智能的发展，大众正在进入一个由数据和算法重构认知的深度智能化时代。包括拉曼智云在内的数据分析云平台正日益成为科学研究中不可或缺的重要组成部分。

随着拉曼智云技术的不断进步和功能的日臻完善，可以预见到“拉曼组平台”的一个全新发展阶段。从FlowRACS实现拉曼组大数据的采集，再到RamanAI服务拉曼组大数据的分析和分选，并支撑基于“拉曼组大模型”的应用，这一完整的创新链条将为单细胞多组学研究与产业注入源源不断的创新能量，加速精准医学、合成生物学、生物资源探测与利用等“新质生产力”迈向新的发展高度。