醣蛋白的醣基影響著蛋白質的結構、穩定度與功能。醣蛋白除了在細胞膜表面作為細胞辨識外，也能夠用來作為疾病的偵測，例如流感病毒會先跟細胞膜表面的醣結合再侵入到細胞內進行感染。細胞的癌化也會使醣鏈分子變異，進一步可以做為細胞癌化的指標，目前已經有研究團隊利用醣蛋白晶片來作為偵測正常人與癌症患者之間醣蛋白之差異。但是目前利用晶片將醣蛋白進行大範圍快篩實驗前，都需要耗費大量時間先進行醣蛋白的分離與純化。本實驗室針對醣蛋白設計除亞硼酸-苯基磺醯基化學探針，並將其應用到醣蛋白的標記以及醣蛋白晶片實驗。本篇利用化學探針所製成的醣蛋白微陣列晶片其流程如下: 先利用親和性配體與醣蛋白上醣基的雙醇進行反應而結合。藉由鄰近效應，醣蛋白的表面親核性殘基與探針的苯基磺醯基進行 SN2 親核性取代反應，即可將醣蛋白固定在晶片表面。本篇的工作主要自製環氧晶片，並且定義出晶片修飾的成功與否，對日後實驗室微陣列的開發非常的重要。接著改良並優化醣蛋白微陣列晶片上的探針，探針和晶片的連接則是用勻相反應張力促進疊氮-炔環加成反應 (Strain-promoted azide-alkyne cycloaddition；SPAAc)，提升探針在晶片的修飾效率，探針的改良是將親和性配體從亞硼酸換成 boroxole 提升醣蛋白晶片的靈敏度，其在苯基磺醯基修飾上推拉電子基藉由誘導效應使醣蛋白晶片反應性提升且反應性不會太高造成非特異性的反應，期望能夠將此醣蛋白微陣列晶片進行人體血清快篩。

The glycosyl group of glycoprotein influences protein’s structure, stability and functional. Not only do the cell identification on the surface of cell membrane, but also detect the disease. Glycan patterns are know to be highly variable which can be the biomarker of the cancer. Currently, researchers have used glycoprotein array to detect the different about the glycoprotein between normal and cancer patients. However, the need of long operation time and tedious purify process makes it very difficult in high-throughput screening of glycans. In this research, a chemical method in the preparation of epoxy slide has been successfully developed. To improve and optimize the chemical probe for glycoprotein microarray, Strain-promoted azide-alkyne cycloaddition (SPAAc) provides a homogeneous reaction which considerably improves the modification efficiency. Changing the affinity ligand form boronic acid to boroxole further improves the sensitivity. The developed glycoprotein microarray is believed to be very useful in screening of glycan changes in human serum.

論文審定書 i
論文公開授權書 ii
誌謝 iii
中英文關鍵字 iv
中文摘要 v
Abstract vi
目錄 vii
圖目錄 x
流程目錄 xii
光譜目錄 xiii
縮寫表 xv
第一章 緒論 1
第一節 研究背景動機 1
1.1.1 微陣列晶片 1
1.1.2 蛋白質之化學修飾 4
1.1.3 微陣列晶片固化 10
第二節 動機與實驗設計 22
1.2.1 無痕標記醣蛋白之化學探針的設計 23
1.2.2 將亞硼酸-苯基磺醯基化學探針應用到醣蛋白晶片 28
第二章 實驗結果與討論 33
第一節 化學探針之合成 33
2.1.1 短鏈一級胺化合物分子 (5) 之合成 33
2.1.2 中鏈一級胺基化合物分子 (6) 之合成 33
2.1.3 中鏈錨定基團分子 (9) 之合成 34
2.1.4 親和性配位基團羧酸基 Boroxole 化合物分子 (14) 之合成 35
2.1.5 中鏈-苯基磺醯基-甲基氯化合物分子 (17) 之合成 36
2.1.6 BxMeCl 化學探針分子 (1) 之合成 36
2.1.7 中鏈-苯基磺醯基-甲基氯化合物分子 (21) 之合成 37
2.1.8 BAMeCl 化學探針分子 (2) 之合成 39
第二節 胺基環辛炔之合成 40
2.2.1 羧酸基環辛炔化合物分子 (25) 之合成 40
2.2.2 胺基環辛炔化合物分子 (29) 之合成 41
第三節 自製環氧基晶片修飾效果探討 42
第四節 化學探針分子於醣蛋白微陣列晶片之應用 44
第三章 結論 50
第四章 引用文獻 51
第五章 實驗步驟與光譜數據 55
第一節 儀器設備與藥品材料 55
第二節 合成步驟與數據 58
第三節 醣蛋白之定量 85
第四節 醣蛋白晶片之製備 86
5.4.1 晶片表面修飾環辛炔之方法 86
5.4.2 晶片表面修飾化學探針之方法 86
5.4.3 晶片表面固化醣蛋白之方法 87
5.4.4 以修飾螢光標記之凝集素標定醣蛋白之分析 88
第六章 光譜資料 89

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