糖芯片研究进展

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1、糖芯片研究进展糖芯片研究进展应化122屠佳2012014377摘要糖芯片是生物芯片的一种，是继棊凶芯片、蛋口质芯片、组织芯片等Z后发展起來的一种很有前景的生物检测技术.随着糖生物学和糖组学的研究进展，糖芯片止逐步发展为该领域的新型研究手段.本论文简单介绍了糖芯片作用机理及其制备方法，详细介绍糖芯片在生物学研究和医学领域的作用研究，同时也对糖芯片技术的发展进行了展望.关键词生物芯片糖芯片制备作用糖芯片是牛:物芯片的一种，如基因芯片对于基因研究和蛋白质芯片対于蛋白质组研究一样，糖芯片在糖组学的研究中同样也将扮演重要的角色•糖类是重要的生物信息分子，是高密度的信息载体，参与生物体许多生理和病理过

2、程，而且是基因信息的延续，糖芯片的出现冇助于人类破译基因组携带的牛:物密码。其实，糖芯片比基因芯片的出现还早，笫一块糖芯片是20世纪80年代末英国伦敦皇家学院的糖化学家Feizi研发出來的。但是这在当时并没冇引起人们的注意，直至基因芯片和蛋白质芯片和继出现并发展到和当程度。2002年，美国Columbia大学基因中心的Dr.Wang报道了以糖体为基础的糖芯片技术的研究，因此，Dr.Wang并被认为是第一个制备糖芯片的人。自那Z后，糖芯片技术的研究才开始活跃起來，从此，人们可以在基因、蛋门质和糖体等多个分子层面上对生命现象进行广泛深入的分析研究。由于糖芯片技术的硏究起步晚，加上糖类分子的复杂

3、性，口前只有一家公司开发出了一种作为商业用途的糖芯片，即GlycoMinds研发的GlycoChipTM芯片.2糖芯片作用机理糖芯片足在基因芯片和蛋白芯片的基础上诞生的，其基本原理与基凶芯片和蛋口芯片相似，都是基于物质之间的特异性作用.糖芯片是将多个不同结构的糖分子通过共价或非共价作川固定于经化学修饰的基质上，进而对糖蛋白等待测样品或糖分了探针本身进行测试、分析的手段•与芯片上糖探针存在特异作用的样品分子会被吸附，其他无特异作用的分子则在清洗液的冲洗下被洗掉。通过荧光染色等检测方法可以简单、快速地筛选出存在特异用的分子，从而在分析糖蛋白结构和作用等方面起到重要作用.3糖芯片的制备方法3.1

4、物理吸附法最早的一篇关于糖芯片的研究论文由Wang于2002年底发表在《自然》杂志上.该文将48种多糖或糖蛋白由物理吸附固定在硝酸纤维酯Z上，结果表明，这样制备的芯片可以成功检测人体血浆中细菌多糖的抗体，但是糖的固定效率取决丁糖的分子质量，分子质量小的容易在检测过程中流失.同一时期，W订lats和Bryan分别研究了用疏水性黑色聚苯乙烯树脂包裹的玻片物理吸附制备糖芯片的方法，但是该法也只适介于糖蛋白和分了质量人的多糖化合物，而不能普遍适川于单糖和寡糖.因此，增加靶标分子的分子质量或加强物理吸附的作用力是解决该法所存在问题的重要途径.Feizi通过还原胺化反应将95种分离或合成的寡糖与一种氨

5、基磷脂相连接，然后固定于硝酸纤维酯包裹的玻片上，大人提高了固定效果，但是氨基磷脂难于制备得到和推广.Pohl给糖分子的末端疑基接上一个KK的C8F17-的尾巴后，然后点样到经氟化物处理过的玻璃片之上，通过氟化物之间的强作用力而将糖分子有效地固定.由于物理吸附法制备糖芯片貝有简单方便的优点，该法一•直在发展，并被广泛地应用于多聚糖和糖蛋白的生物功能分析.3.2抗生物素蛋门负载法第二种糖芯片的制备方法是以链霉抗牛物索蛋门-生物素(streptavidin-biotin)相互作用模式为基础，广义上仍属于物理吸附法.Galanina使用20多种寡糖通过一个较短的连接臂和生物索形成复介物，然后直接点

6、样到包裹抗生索蛋口的底片XNAonGOLDTM(一种早期用于DNA微阵列可以商业购买的底片)之上，进而分析糖和各种抗体、凝集素之间的相互作用，但是结果发现该芯片荧光分析灵敏度比预想的要差很多.Guo和Bochner分别用上述方法制备的芯片分析了DC-SIGN和siglec-8与糖的作用机制.Karamanska采用表而胞质共振技术(surfaceplasmonresonance,SPR)实时分析糖-蛋门质作用过程，提高了检测的效率和灵敏度.这种方法与传统的免疫学化验相似，上述文献的实验结果表明是一种十分有效的固定方法，但是操作精细，底片对靶标分子的干扰因素较多.3.3化学共价键固定法利用化

7、学共价键将糖配体固定在底片材料的表而是冃前被广泛研究和普遍使用的方法.该法可以分为两大类，一类是将糖分子进行修饰后接上活性基团，然后和活化的表而快速反应固定，另一类是材料表而衍生出氨氧基(一0—NH2)、酰肘基(一CO—NH—NH2)或光活性基团等，直接与各种未经修饰的糖分子反应形成化学键.第一类方法中几种典型形式如下：a.利用环加成反应键合.Houseman通过筑基和金箔反应从表而衍生出苯醜基，然后将10种二糖接上环戊