GlycoStationTM Reader 1200系统的技术特点：
1. 基于近场光学原理的渐逝场扫描，该系统的优势在于可以在液相状态下直接进行扫描，免去了一般扫描仪在扫描之前需要清洗的步骤，从而可以大大提高检测灵敏度。目前，GlycoStationTM Reader 1200扫描系统在迄今报道的凝集素芯片扫描系统中具有的灵敏度，已有文献报道，其检测限（LOD）值可达 100 pg/mL（或100 pM）。
2. 特别地，对于凝集素芯片来说，由于糖链与凝集素之间的亲和作用（Kd = 10-7~10-3 M）不如抗原-抗体之间的亲和作用强（Kd = 10-9~10-7 M），已有实验结果证明，清洗过程会造成部分亲和作用较弱的凝集素信号的损失，如下图所示。因此，该检测系统免清洗的优势可以避免不必要的信号损失，有效地保证了实验的稳定性和可重复性，这对于糖链谱的精细研究是很有必要的。
3. 由于可以直接进行液相状态下的扫描，所以该扫描系统有利于在平衡状态下观测糖链与凝集素之间的相互作用，这样更能反映两者相互作用的真实状态。另外，通过不同时间点的扫描，还可以观测其相互作用的动态变化过程。
4. 该操作系统简单、方便，即使是非专业人员在短暂的培训后，便可以独立完成操作，有利于全面推广使用。另外，该系统还大大缩短了操作时间，有利于大量样本的高通量检测。
5. 可以调节并设置扫描参数，实现连续扫描，并优化扫描条件。
6. 功能强大的软件系统：
配套的GlycoStationTM Tools (ver.1.5) 软件可以将芯片扫描信号（糖链结构谱）转换成数字以及相应的条形图形式，从而直观地显示出糖链谱结果，方便用于比较分析。
GlycoStationTMReader 1200系统的应用前景：
利用此简单方便、灵敏、且高通量的芯片扫描系统，其在糖生物学相关的生命科学研究领域已得到应用，并具有广阔的应用前景。
该系统适合各类生物样本的糖组分析
无论是简单体系（如，聚糖、纯化的糖蛋白），还是复杂体系（如，细胞、病毒、组织切片、各种体液（血清、尿液、胆汁等）），都可以得到稳定的、可重复的实验结果。
Glycan Profiling of Crude Sample
Glycan Profiling of Living Cell Surface
Glycan Profiling of Secreted Proteins from Cells
Glycan of Biotechnology-based medicine
应用该技术已发表的文章情况介绍：
1. 该系统可用于筛选疾病相关的糖链生物标志物
(1) 剑桥大学“Hutchison/MRC Research Centre（医学研究局癌病研究中心）”的Fitzgerald教授研究小组利用该扫描技术，对Barrett’s食管疾病进行了研究。发现了由Barrett’s食管演变成腺癌过程中细胞表面糖链特征谱的变化，以及所导致的凝集素结合模式的特异性改变。最终，他们筛选出了麦胚凝集素（WGA）作为候选的凝集素探针。临床组织样本验证结果发现：WGA与的不典型增生病变组织的特异性结合可在内窥镜下被观察到，而传统的内窥镜检测无法检测到。值得注意的是，WGA是人类常规饮食的组成部分，对人体无毒副作用，作者提出：联合这种便宜且无毒性的凝集素探针（WGA）和传统的荧光内窥镜技术，对于不典型增生的Barrett食管具有很好临床应用前景，将有助于Barrett食管病人的早期诊断和预后监控。[Bird-Lieberman, et. al., Nature Medicine, 2012, 18: 315-321.]
(2) AIST的成松久教授课题组，基于该系统的凝集素芯片技术，发现α1-酸性糖蛋白（AGP）上糖链结构的改变与肝纤维化程度密切相关，可以作为诊断肝纤维化严重程度的糖链标志物，并在大量临床样本中进行了验证。仅需0.5 μL血清，即可以对肝纤维化病人病理程度进行诊断，相比于传统的肝纤维化诊断标准（FibroScan），该标志物具有更好的敏感度和特异性。目前，该糖链标志物已批准进入临床应用阶段。
[K. Ito,et. al., Hepatology, 2012, 56: 1448–1456.]
(3) 利用该系统的超高灵敏度，成松久教授课题组的Matsuda等开发了一套仅从一块组织切片上（直径 d = 1.5 mm, 厚度 = 5 μm）检测组织糖链谱的方法，是目前报道的样本用量最少的糖链谱检测方法。利用该套技术，结合组织芯片，作者对结直肠癌病人（CRC）的组织糖链谱进行了比较分析，结果发现：凝集素WFA的信号在CRC肿瘤组织中显著低于正常组织（p < 0.0001），可用作区分CRC肿瘤组织和正常组织的凝集素探针，为进一步筛选肿瘤标志物锁定目标范围。
[A. Matsuda, et. al., BBRC, 2008, 370:259-263]
(4) 伦敦大学的Leathem教授研究小组利用该凝集素芯片扫描系统，对原发性乳腺肿瘤和转移性乳腺癌的血清及尿液的糖组进行了检测分析，观察到了一系列的凝集素结合模式的改变，指示了转移性乳腺癌的血清或尿液中糖谱的改变很可能是从原发性肿瘤中衍生而来。作者提到：利用其超灵敏的特性，仅从50 μM的原发性乳腺肿瘤或 < 1 μL的血清/尿液样本中已足够用于检测转移性乳腺癌相关的糖链变化。
[Simon A Fry, et. al., Glycobiology, 2011, 21:1060-1070.]
2. 可用于干细胞及多功能干细胞表面糖链谱的分析
细胞表面的糖链被认为是可用于分析或诊断每个细胞状态的理想研究对象，即所谓的“细胞标签”。目前，诱导多功能干细胞（iPSCs）已成为生命科学领域的研究热点，尽管其基因以及microRNA表达的改变已经研究得比较清楚了，但其重组编码过程中是如何影响细胞表面糖链信号的，至今仍不是很清楚。Tateno等用利用该系统，对114种来自五种不同体细胞（SCs）的iPSCs和人胚胎干细胞（ESCs）进行糖链谱的比较分析。结果找到了一些特异变化的糖链结构以及相关的糖基转移酶。特别地，该研究发现一种凝集素——rBC2LCN仅在未分化的iPSCs/ESCs细胞中检测到，而分化后的SCs细胞中根本没有检测到（如下图所示）。可见，该技术将在干细胞的诊断过程中发挥着重要作用。为进一步促进干细胞技术在医学研究领域中的应用提供了新的突破口。
[H. Tateno, et. al., J. Biol. Chem., 2011, 286: 20345-20353.]
3. 联合该凝集素芯片扫描系统与质谱平台，可用于基于质谱的糖蛋白组学研究，推动糖链生物标志物（glycobiomarker）的临床应用。
目前，关于这方面的应用已有相关报道：
Matsuda等联合利用该凝集素芯片扫描技术和质谱平台，筛选并开发了胆管癌（cholangiocarcinoma, CC）的诊断标志物。如下图所示：
(1) 作者首先利用该凝集素芯片扫描技术和组织芯片，筛选出了可用于区分胆管癌与正常的胆管上皮组织的凝集素探针——WFA，并通过凝集素染色验证了所选凝集素探针（WFA）的可靠性。
(2) 然后，基于WFA染色结果，刮取WFA染色呈阳性的组织区域，提取糖蛋白，然后利用WFA亲和色谱柱（WFA-agarose column chromatography）特异性地富集候选糖蛋白。
(3) 富集到的糖蛋白通过质谱检测，鉴定出了71个候选糖蛋白标志物，结合基因表达谱分析和免疫组化结果，最终挑选出L1细胞粘附分子（L1CAM）作为CC的诊断标志物。
(4) 进一步地，他们在胆汁和血清样本中验证了WFA-positivity L1CAM的重要性和可行性。值得注意的是在验证实验中，利用WFA亲和捕获富集到的目标蛋白——WFA-positive L1CAM，在区分CC和良性胆管疾病中，具有非常好的特异性（specificity = 0.93）。结合以前研究报答的另一具有良好灵敏度的糖蛋白生物标志物——WFA-positive sialylated mucin 1（其sensitivity = 0.9），联合使用后（即图中的LsMComb）大大提高了胆管癌诊断结果的准确性，ROC分析结果：AUC=0.93，将为胆管癌的准确诊断提供新的手段。
可见，利用此超灵敏的凝集素芯片扫描系统，可以针对研究对象筛选出具有良好特异性的凝集素探针，从而准确地锁定候选糖蛋白标志物的范围，为后续进一步利用质谱平台进行糖蛋白及糖链结构的鉴定奠定了基础。当前，凝集素芯片技术和质谱技术的有效结合，已成为疾病相关糖蛋白质组学研究的主流趋势，将在临床医学以及转化医学领域展现出巨大的发展前景。
[A. Matsuda, et. al., Hepatology, 2010, 52: 174-182.]
[A. Matsuda, et. al., J. Proteomics, 2013, 85:1-11.]
总之，GlycoStationTM Reader 1200芯片扫描系统是一套多功能的糖生物学以及糖蛋白质组学研究平台。实际上，基于近场光学原理的渐逝场荧光显微术已在生命科学领域的研究中得到了广泛应用。但该原理在凝集素芯片扫描系统中的应用，目前世界上还没有同类型的技术。
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GlycoStationTM Reader 1200系统的技术特点：
1. 基于近场光学原理的渐逝场扫描，该系统的优势在于可以在液相状态下直接进行扫描，免去了一般扫描仪在扫描之前需要清洗的步骤，从而可以大大提高检测灵敏度。目前，GlycoStationTM Reader 1200扫描系统在迄今报道的凝集素芯片扫描系统中具有的灵敏度，已有文献报道，其检测限（LOD）值可达 100 pg/mL（或100 pM）。
2. 特别地，对于凝集素芯片来说，由于糖链与凝集素之间的亲和作用（Kd = 10-7~10-3 M）不如抗原-抗体之间的亲和作用强（Kd = 10-9~10-7 M），已有实验结果证明，清洗过程会造成部分亲和作用较弱的凝集素信号的损失，如下图所示。因此，该检测系统免清洗的优势可以避免不必要的信号损失，有效地保证了实验的稳定性和可重复性，这对于糖链谱的精细研究是很有必要的。
3. 由于可以直接进行液相状态下的扫描，所以该扫描系统有利于在平衡状态下观测糖链与凝集素之间的相互作用，这样更能反映两者相互作用的真实状态。另外，通过不同时间点的扫描，还可以观测其相互作用的动态变化过程。
4. 该操作系统简单、方便，即使是非专业人员在短暂的培训后，便可以独立完成操作，有利于全面推广使用。另外，该系统还大大缩短了操作时间，有利于大量样本的高通量检测。
5. 可以调节并设置扫描参数，实现连续扫描，并优化扫描条件。
6. 功能强大的软件系统：
配套的GlycoStationTM Tools (ver.1.5) 软件可以将芯片扫描信号（糖链结构谱）转换成数字以及相应的条形图形式，从而直观地显示出糖链谱结果，方便用于比较分析。
GlycoStationTMReader 1200系统的应用前景：
利用此简单方便、灵敏、且高通量的芯片扫描系统，其在糖生物学相关的生命科学研究领域已得到应用，并具有广阔的应用前景。
该系统适合各类生物样本的糖组分析
无论是简单体系（如，聚糖、纯化的糖蛋白），还是复杂体系（如，细胞、病毒、组织切片、各种体液（血清、尿液、胆汁等）），都可以得到稳定的、可重复的实验结果。
Glycan Profiling of Crude Sample
Glycan Profiling of Living Cell Surface
Glycan Profiling of Secreted Proteins from Cells
Glycan of Biotechnology-based medicine
应用该技术已发表的文章情况介绍：
1. 该系统可用于筛选疾病相关的糖链生物标志物
(1) 剑桥大学“Hutchison/MRC Research Centre（医学研究局癌病研究中心）”的Fitzgerald教授研究小组利用该扫描技术，对Barrett’s食管疾病进行了研究。发现了由Barrett’s食管演变成腺癌过程中细胞表面糖链特征谱的变化，以及所导致的凝集素结合模式的特异性改变。最终，他们筛选出了麦胚凝集素（WGA）作为候选的凝集素探针。临床组织样本验证结果发现：WGA与的不典型增生病变组织的特异性结合可在内窥镜下被观察到，而传统的内窥镜检测无法检测到。值得注意的是，WGA是人类常规饮食的组成部分，对人体无毒副作用，作者提出：联合这种便宜且无毒性的凝集素探针（WGA）和传统的荧光内窥镜技术，对于不典型增生的Barrett食管具有很好临床应用前景，将有助于Barrett食管病人的早期诊断和预后监控。[Bird-Lieberman, et. al., Nature Medicine, 2012, 18: 315-321.]
(2) AIST的成松久教授课题组，基于该系统的凝集素芯片技术，发现α1-酸性糖蛋白（AGP）上糖链结构的改变与肝纤维化程度密切相关，可以作为诊断肝纤维化严重程度的糖链标志物，并在大量临床样本中进行了验证。仅需0.5 μL血清，即可以对肝纤维化病人病理程度进行诊断，相比于传统的肝纤维化诊断标准（FibroScan），该标志物具有更好的敏感度和特异性。目前，该糖链标志物已批准进入临床应用阶段。
[K. Ito,et. al., Hepatology, 2012, 56: 1448–1456.]
(3) 利用该系统的超高灵敏度，成松久教授课题组的Matsuda等开发了一套仅从一块组织切片上（直径 d = 1.5 mm, 厚度 = 5 μm）检测组织糖链谱的方法，是目前报道的样本用量最少的糖链谱检测方法。利用该套技术，结合组织芯片，作者对结直肠癌病人（CRC）的组织糖链谱进行了比较分析，结果发现：凝集素WFA的信号在CRC肿瘤组织中显著低于正常组织（p < 0.0001），可用作区分CRC肿瘤组织和正常组织的凝集素探针，为进一步筛选肿瘤标志物锁定目标范围。
[A. Matsuda, et. al., BBRC, 2008, 370:259-263]
(4) 伦敦大学的Leathem教授研究小组利用该凝集素芯片扫描系统，对原发性乳腺肿瘤和转移性乳腺癌的血清及尿液的糖组进行了检测分析，观察到了一系列的凝集素结合模式的改变，指示了转移性乳腺癌的血清或尿液中糖谱的改变很可能是从原发性肿瘤中衍生而来。作者提到：利用其超灵敏的特性，仅从50 μM的原发性乳腺肿瘤或 < 1 μL的血清/尿液样本中已足够用于检测转移性乳腺癌相关的糖链变化。
[Simon A Fry, et. al., Glycobiology, 2011, 21:1060-1070.]
2. 可用于干细胞及多功能干细胞表面糖链谱的分析
细胞表面的糖链被认为是可用于分析或诊断每个细胞状态的理想研究对象，即所谓的“细胞标签”。目前，诱导多功能干细胞（iPSCs）已成为生命科学领域的研究热点，尽管其基因以及microRNA表达的改变已经研究得比较清楚了，但其重组编码过程中是如何影响细胞表面糖链信号的，至今仍不是很清楚。Tateno等用利用该系统，对114种来自五种不同体细胞（SCs）的iPSCs和人胚胎干细胞（ESCs）进行糖链谱的比较分析。结果找到了一些特异变化的糖链结构以及相关的糖基转移酶。特别地，该研究发现一种凝集素——rBC2LCN仅在未分化的iPSCs/ESCs细胞中检测到，而分化后的SCs细胞中根本没有检测到（如下图所示）。可见，该技术将在干细胞的诊断过程中发挥着重要作用。为进一步促进干细胞技术在医学研究领域中的应用提供了新的突破口。
[H. Tateno, et. al., J. Biol. Chem., 2011, 286: 20345-20353.]
3. 联合该凝集素芯片扫描系统与质谱平台，可用于基于质谱的糖蛋白组学研究，推动糖链生物标志物（glycobiomarker）的临床应用。
目前，关于这方面的应用已有相关报道：
Matsuda等联合利用该凝集素芯片扫描技术和质谱平台，筛选并开发了胆管癌（cholangiocarcinoma, CC）的诊断标志物。如下图所示：
(1) 作者首先利用该凝集素芯片扫描技术和组织芯片，筛选出了可用于区分胆管癌与正常的胆管上皮组织的凝集素探针——WFA，并通过凝集素染色验证了所选凝集素探针（WFA）的可靠性。
(2) 然后，基于WFA染色结果，刮取WFA染色呈阳性的组织区域，提取糖蛋白，然后利用WFA亲和色谱柱（WFA-agarose column chromatography）特异性地富集候选糖蛋白。
(3) 富集到的糖蛋白通过质谱检测，鉴定出了71个候选糖蛋白标志物，结合基因表达谱分析和免疫组化结果，最终挑选出L1细胞粘附分子（L1CAM）作为CC的诊断标志物。
(4) 进一步地，他们在胆汁和血清样本中验证了WFA-positivity L1CAM的重要性和可行性。值得注意的是在验证实验中，利用WFA亲和捕获富集到的目标蛋白——WFA-positive L1CAM，在区分CC和良性胆管疾病中，具有非常好的特异性（specificity = 0.93）。结合以前研究报答的另一具有良好灵敏度的糖蛋白生物标志物——WFA-positive sialylated mucin 1（其sensitivity = 0.9），联合使用后（即图中的LsMComb）大大提高了胆管癌诊断结果的准确性，ROC分析结果：AUC=0.93，将为胆管癌的准确诊断提供新的手段。
可见，利用此超灵敏的凝集素芯片扫描系统，可以针对研究对象筛选出具有良好特异性的凝集素探针，从而准确地锁定候选糖蛋白标志物的范围，为后续进一步利用质谱平台进行糖蛋白及糖链结构的鉴定奠定了基础。当前，凝集素芯片技术和质谱技术的有效结合，已成为疾病相关糖蛋白质组学研究的主流趋势，将在临床医学以及转化医学领域展现出巨大的发展前景。
[A. Matsuda, et. al., Hepatology, 2010, 52: 174-182.]
[A. Matsuda, et. al., J. Proteomics, 2013, 85:1-11.]
总之，GlycoStationTM Reader 1200芯片扫描系统是一套多功能的糖生物学以及糖蛋白质组学研究平台。实际上，基于近场光学原理的渐逝场荧光显微术已在生命科学领域的研究中得到了广泛应用。但该原理在凝集素芯片扫描系统中的应用，目前世界上还没有同类型的技术。