材料表面的改性技术以其广泛的应用而发展迅速。近年来,生物医学的发展对材料表面的性能提出了更高的要求,进一步促进了材料表面改性技术的发展。光引发材料表面接枝聚合技术以其操作简单、绿色环保、过程易控、经济等优势成为研究热点。本论文中,以异丙基硫杂蒽酮(ITX)为起始光引发剂,研究了光引发和再引发材料表面的接枝聚合,实现材料的多层功能性的控制。在材料表层接枝一层抗污染层,再在表面接枝一层功能性的微阵列,以此为基础,进一步进行了蛋白质芯片和基因芯片的研究,发展了一种新型的三维生物芯片的设计方案。新型三维生物芯片实现了传统生物芯片难以达成的目标：同时具有很好的抗污染性能和高荧光信号强度。主要研究工作如下：1,以低密度聚乙烯(LDPE)膜为聚合物基材模型,对LDPE膜亲水化处理,即在表面接枝一层亲水性好的聚合物刷。改性后,接触角由原来的102°变为37°,单位平方厘米膜面积对BSA的吸附量由6.42μ g降至1.07μ g,非特异性吸附蛋白的荧光强度也明显变弱,荧光中心强度由18.3下降到6.5。结果表明改性后的聚合物膜的亲水性极大改善,抗蛋白质非特异性吸附能力也明显加强,得到了一种抗蛋白质污染性好、可以用于再引发的具有生物应用意义的功能性薄膜。2,在亲水性改性后的LDPE膜表面进行可见光激发再引发反应,在表面形成一层含有大量环氧基团的、结构稳定的三维图案微阵列。动力学实验表明接枝率随着时间增加而线性增长,再引发接枝反应为活性/可控。微阵列的厚度可以通过反应时间进行控制。在0-90min内,可以实现微阵列厚度0-3.2μm的控制。三维微阵列厚度的可控性便于实现对功能性的环氧基团数目的控制,有利于实现单位面积内高密度的环氧基团。由于该三维微阵列薄膜可以同时具备抗污染、高环氧密度的功能性,对蛋白质芯片、基因芯片等生物芯片具有潜在的应用价值。3,经过二次改性后的三维LDPE薄膜与荧光素标记的蛋白质在溶液中反应,蛋白质共价结合在膜表面形成了新型蛋白质芯片。研究表明,蛋白质在芯片表面的固定在2h后达到饱和；当聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)交联剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙酮的质量比例为1：2：2,微阵列厚度为2μ m左右时可以得到理想的蛋白质芯片荧光信号,信号强度可达120a.u.。实验对蛋白质芯片的反应活性、灵敏度作了检测,同时对其医学诊断方面的应用作了探究。结果表明,三维蛋白质芯片反应活性好；灵敏度极高,可以探测1ng/mL的蛋白质溶液；采用双抗体夹心法可以检测未知蛋白质浓度范围,具备一定应用前景。