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基因體研究中心開發醣晶片新技術,可迅速檢測癌細胞或病毒

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醣晶片
由中研院基因體研究中心主任翁啟惠院士所發展出的“一鍋化多醣合成技術”(Programmable One-pot Oligosaccharide Synthesis),經其團隊成員吳宗益博士等人更進一步的研發,加上利用新質譜技術,可以克服目前製作 “醣晶片”所遭遇的瓶頸。這個突破性的成果不但發表在四月份世界頂尖的德國《化學》期刊 “Angewandte Chemie”,更授權給台灣的產業界,進行醣晶片的開發及在生醫上之應用。

自從基因晶片問世之後,對基因體之研究帶來突破性之發展,很多與疾病有關的基因變化可用基因晶片來分析。 然而,從基因的變化到其與疾病的關係,仍無法從基因晶片的分析得知。 因此,功能基因體學或蛋白質體學變成基因定序之後最重要的工作。

人體中的蛋白質有一半以上是帶有醣類的醣蛋白,這些醣蛋白上的醣類到底扮演何種角色,仍然是科學家們努力的課題。如果有有效的研究工具,對於這個研究會有關鍵性的助力。“醣晶片”可以用來快速分析這些醣分子之功能,尤其與蛋白質作用之關係;也可對癌細胞或病毒的存在作快速的檢測。 但目前醣晶片之製作所面臨的瓶頸,在於多醣分子的合成相當困難,同時很難定量晶片上的醣分子。

翁啟惠所領導的團隊,用其著名的“一鍋化”多醣合成技術,就解決了這個多醣分子合成的難題。該團隊用簡短的步驟,就可以合成複雜的癌症抗原及病毒所認識的多醣分子。 然後,將此分子藉由對特殊波長(337nm)之光敏感鏈,連接到矽晶片上。如此製成的醣晶片可用質譜儀直接分析晶片上之醣分子的存在。 因為操作質譜儀的同時,其所發出的雷射光可將晶片上的醣分子飛出來直接分析。因此可做好品質管制,在醫療診斷時,可以成為有效的工具。

翁啟惠說:「將來,希望能結合半導體技術及基因體中心的多醣合成及新質譜技術,使醣晶片之製作技術更臻完善,目前一毫克的多醣分子可製作一億個醣晶片,而一個晶片可有上千種不同的醣分子。在進行醣蛋白及多醣分子之功能研究上,醣晶片將會是一個相當重要的工具。」

此晶片製作技術已經授權給一家生技公司,在台灣開發醣晶片。
詳細資料請參考下列文獻: Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 2753-2757. 或該期刊網站

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