目前常见用于糖组学研究的生物芯片包括凝集素芯片，糖基因芯片以及糖芯片等。

一 凝集素芯片

        凝集素芯片技术研究糖蛋白糖链谱的变化。蛋白质糖基化是一种重要的翻译后修饰，它在微生物感染、细胞分化、肿瘤转移、细胞癌变等生命活动中起着重要作用，因此近年来蛋白质的糖基化研究受到广泛的重视，但由于缺乏一种能简便、快速、高通量的检测手段，蛋白质糖基化修饰的研究发展缓慢。根据凝集素芯片的制备方法，可将其大致划分为三类，直接检测法：将凝集素直接固定于修饰后的芯片表面，再将标记样品与芯片孵育，检测结合情况；反向检测法：将待检测样品点制成芯片，之后与标记的凝集素进行芯片孵育反应，以分析检测样品；“三明治”检测法：点制抗体芯片，与识别该抗体的样品反应，然后加入标记的凝集素对其进行检测。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        凝集素芯片适用于快速分析糖蛋白等大分子表面糖链谱，例如本实验室利用凝集素芯片分析肝癌与肝细胞系表面糖蛋白结构差异。

Normal liver cell line Chang's liver Membrane Protein	Human liver cancer cell line SMMC-7721 Membrane Protein

 

二 糖基因芯片

        糖链的合成没有模板，而是通过一系列定位有序的糖基转移酶，糖苷酶以及磺基转移酶的作用完成的，这些酶的表达差异将直接导致糖链结构的变化。该技术用于研究疾病相关糖类基因（糖基化转移酶、糖苷酶和磺基转移酶基因）的表达和调控糖链的合成。糖链及其缀合物不仅参与生命活动的基本生理生化过程，而且在肿瘤的发生和发展中发挥着重要作用。肿瘤细胞中的糖链与正常细胞相比有明显变化，包括表达增多，减少或出现新的结构等。糖链的合成没有模板，而是通过一系列定位有序的糖基转移酶，糖苷酶以及磺基转移酶的作用完成的，这些酶的表达变化将直接导致糖链结构的变化。因此，从这些糖基因入手可以研究它们如何调控糖链的合成，寻找癌症相关糖基因，为筛选抗癌药物提供靶分子，为癌症的早期诊断和防治提供有效方法。
        目前与糖基因芯片研究相关流程包括：糖类相关基因（糖基转移酶、糖苷酶和磺基转移酶基因）的选择、60-mer探针设计与基因芯片的制备；样本中RNA的提取，线性扩增，荧光标记，杂交，芯片扫描，获取数据；筛选出表达差异的基因；并用定量PCR对部分表达差异的糖相关基因进行验证。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        本实验室通过开发的糖基因芯片用于比较肝癌细胞系与肝细胞系的糖链合成相关基因差异，并发表相关文章一篇。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

陈闻天, 刘晨, 于汉杰，颜桦，王岸潇，陈超，李铮. 糖类相关基因芯片的设计与制备.　 中国科学Ｂ辑　2010

 

 

三 糖芯片

        糖芯片是研究糖结合蛋白与糖链相互作用的最有效的高通量分析工具，其潜在的应用范围非常广泛，例如包括筛选糖结合蛋白、抗体特异性分析、细菌和病毒的粘附以及酶的特性分析等方面。糖芯片也能帮助研究者发展新的诊断方法和监测疾病状态以及发展治疗疾病的药物。糖芯片正在变成一种标准的研究方法用于大规模筛选糖链和阐明糖链在生物系统中所扮演的角色。本实验室发展了一种全新的大规模制备糖芯片的技术。糖链与载体的结合不再用物理吸附的方法，也不用对糖链进行化学修饰，而利用了糖链的还原末端（半缩醛 ＲＯＨ ），以糖苷键的形式共价偶联其到羟基（-ＯＨ ）衍生化的玻片上。已成功应用于肝癌糖结合蛋白表达谱的比较研究。经过实验验证，本实验室所建立的制备糖芯片的方法具有如下的优点： ① 固定化糖链的共价连接方式简单、快速、成本较低、实用； ② 利用了糖链的还原末端，以糖苷键的形式共价偶联其到羟基（-ＯＨ ）衍生化的玻片上，较好模拟了糖链在细胞表面的天然存在状态，生物活性稳定； ③ 应用范围广泛，如把糖芯片这一技术应用于临床上，可以发展成对多种传染性与非传染性疾病同时进行快速诊断的新方法。

 

 

 

 

 

 

 

 

Gang Nan, Hua Yan, Ganglong Yang, Qiang Jian, Chao Chen, Zheng Li.

The hydroxyl-modified surfaces on glass support for fabrication of carbohydrate microarrays. Current Pharmaceutical Biotechnology. 2009, 10(1):138-46.