生物芯片是生命科学领域内的一项强大的分析测试技术,在临床检测、生物医学、食品工业、环境监测等领域有着广泛的应用前景。然而,目前它的大规模应用严重受限于其不菲的制造和检测成本。因此,迫切需要发展了一种简单、快速、灵敏的生物分析系统,以满足日益增加的现场检测与分析的需求。为此,本论文设计并开发了一种新型生物芯片,该型芯片以塑料基片为固体载片,以比色检测法为芯片信号的读出方法,从而具备了成本低廉、检测通量高、稳定性好、使用便捷等优势,是实施现场快速检测与诊断的理想平台。本论文主要研究内容和获得的研究成果如下:　　1.开发了与可视化塑料基生物芯片的制造和检测相关的一系列技术,包括塑料基片表面的UV/Ozone活化新技术、探针在基片表面的共价固定技术、靶标物在基片表面的识别与信号报道技术、基于纳米金催化银沉积的“信号放大与显影”技术、基于平板扫描仪的扫描成像技术以及基于灰度水平的信号分析技术。　　2.设计开发了具有夹心式传感构型的可视化塑料基生物芯片,考察并评价了该型生物芯片对不同靶标物的响应性能。研究表明这种生物芯片能够灵敏地检测出0.01μg/mLhuman IgG和0.01μM目标DNA;并且证实了其检测灵敏度比基于TMB染色的塑料芯片以及基于荧光检测的塑料芯片均高出3～5倍。此外,我们还发现这种可视化生物芯片的响应灵敏性和动态响应范围和银沉积的时间相关,因此可根据实际检测对象动态调制。　　3.设计开发了以DNA信标分子作为探针的新型塑料基生物芯片。该芯片技巧地利用了识别反应会引起探针链构型的改变进而影响信号输出水平这一原理,来实现对不同靶标物快速、直接、灵敏以及可视化检测。在充分优化探针的设计及检测工艺的基础上,我们利用该型生物芯片成功地实现了对目标DNA(检出限可达0.01μM)和凝血酶的(检出限可达0.05mg/mL)可视化检测。　　4.探索研究了在塑料基片表面通过引入金纳米粒子附载的拉曼探针来实现拉曼信号的增强。在系统考察了拉曼探针分子(DTNB)与金纳米粒子之间结合以及信号放大规律的基础上,我们成功地制备出金纳米粒子基的拉曼探针,并实现了特征拉曼信号在塑料基片表面的显著增强(放大约400～600倍);为进一步构造基于SERS检测的高灵敏塑料基生物芯片奠定了研究基础。