作为一多学科交叉的研究方向，功能聚合物界面的构建及其生物学应用越来越受到人们的关注，并已成为目前生命分析领域的研究热点，其主要原因是聚合物的性质可以通过不同的化学反应进行人为的调节和控制，从而构建适宜于不同研究对象和目的功能界面。目前，已经有许多聚合物界面被用于不同的生物学应用。然而，由于目前所用材料固有的一些缺点（如表面惰性而无法功能化，对生物样品的非特异性吸附等）严重制约了这些聚合物界面在生命分析中的进一步应用。研究发现新型聚合物材料的合成及其功能界面的构建是解决该问题的关键。鉴于此，本研究的主要内容是设计、合成具有一定生物功能的聚合物，并以其为基底，根据不同的研究目的构建其生物学界面，同时对所构建界面在生命分析中的应用进行探索。通过上述研究工作，取得了以下重要结论：1.通过点击化学和自由基聚合反应合成了一类新型的乙酰胆碱类仿生聚合物。合成的聚合物包括生物活性单元（乙酰胆碱类似物单元）和生物惰性单元（聚乙二醇单元）。为了进一步探索生物活性单元和生物惰性单元对神经元生长的影响，通过改变这两种单体的比例，合成5种不同的聚合物，并通过氢核磁共振谱（1H nuclear magnetic resonance,1H NMR）、傅里叶红外谱（Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR）、凝胶渗透色谱（Gel permeation chromatography, GPC）和差示扫描量热仪（Differential scanningcalorimetry, DSC）测定了其物理性质。通过在这些聚合物所构建的膜界面上培养鼠海马神经元研究发现：调节聚合单体的比例会明显影响神经元的生长；鼠神经元在不同的聚合物表面显示出了不同的生长形态；在生物惰性单元与生物活性单元比例为1:60时，制备的聚合物膜表面可诱导神经元的再生，其能力类似于聚赖氨酸（poly-L-lysine, PLL）（一种培养神经细胞的常用基底材料）。这些乙酰胆碱类仿生聚合物可作为仿生材料在神经工程中具有一定的应用前景，特别是在调节海马神经元生长方面的应用。2.通过水相氧化反应和甲基丙烯酸二甲氨乙酯（Dimethylaminoethyl methacrylate,DMAEMA）为单体的表面自由基聚合（Surface-initiated atom transfer radical polymeri-zation, SI-ATRP）反应，成功制备了一种季铵化聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯[Quaternizedpoly(dimethylaminoethyl methacrylate), QPDMAEMA]嫁接的聚二甲基硅氧烷[Poly(dimethylsiloxane)，PDMS]表面。其步骤如下：首先在H2SO4/H2O2溶液中，将PDMS表面的Si-CH3转换为Si-OH。然后，通过硅烷化反应将引发剂固定在其表面，并通过原子转移自由基聚合将聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯（PDMAEMA）接枝到PDMS表面。最后通过溴乙烷与PDMAEMA上的亚胺结合形成季铵化的PDMAEMA刷修饰的PDMS表面。采用全反射红外光谱（Attenuated total reflection FT-IR,ATR-FT-IR）、X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）、接触角测定等手段，对所制备的季铵化PDMAEMA修饰PDMS界面进行了表征与分析。研究结果显示，与没有修饰的PDMS表面以及PDMAEMA修饰的PDMS表面相比，季铵化的PDMAEMA修饰PDMS表面具有很好的湿润性、稳定性，同时具有显著的抗蛋白吸附、抗细菌粘附和细胞粘附的能力。3.通过单甲氧基聚乙二醇引发的乳酸开环聚合及随后点击化学嫁接含叠氮基的聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱的反应，合成了一类新型的抗生物粘附的聚酯，即：聚乙二醇-聚乳酸-聚磺基甜菜碱[monomethoxy-poly(ethylene glycol)-b-poly(L-lactide)-b-poly(sulfobetaine methacrylate), MPEG-PLA-PSBMA]。聚合物的化学结构采用氢核磁共振谱（1H NMR）和傅里叶红外谱（FT-IR）进行了表征，其物理性质（如分子量、玻璃化温度和熔点）通过凝胶渗透色谱（GPC）和差示扫描量热仪（DSC）进行了测定。为了探索此类聚合物的亲水性及其抗生物粘附性能，采用物理涂层的方法制备了系列此类聚合物的膜表面，并通过接触角的测定研究了其亲水性和稳定性，通过不同蛋白的吸附、不同细胞和细菌的培养研究了其抗生物粘附能力。结果显示制备的两性的聚酯具有很好的可湿性和稳定性，以及优良的抗生物粘附能力。4.由于其无毒、无过敏和良好的生物相容性，脂肪族聚酯在功能生物材料中应用与研究引起了广泛的关注。但是由于脂肪族聚酯的疏水性和侧链功能基团的缺乏严重限制了其在生物医学领域的应用。为此，该研究也通过带末端炔基内酯的开环聚合及随后的点击化学嫁接合成了四种新型的具有不同功能基团的脂肪族聚酯：聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱（polySBMA-）、聚甲基丙烯酸乙基磷酸胆碱[poly(2-methacryloyloxylethylphosphorylcholine), polyMPC-]、聚乙二醇[poly(ethylene glycol), PEG-]和季铵化的聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯（QPDMAEMA-）嫁接的聚丙炔已交酯-聚已内酯[poly(propargylglycolide)-co-poly(ε-caprolactone), PPGL-co-PCL]。聚合物的化学结构通过氢核磁共振谱（1H NMR）和傅里叶红外谱（FT-IR）进行了表征，其物理性质（如分子量、玻璃化温度和熔点）通过凝胶渗透色谱（GPC）和差示扫描量热仪（DSC）进行了测定。为了探索这些聚合物的亲水性和抗生物粘附的性能，采用物理涂层的方法制备了系列这些聚合物膜表面，并对其亲水性、稳定性及抗蛋白、细胞及细菌粘附的能力进行了评价。结果显示，所制备的功能化脂肪族聚酯具有很好的亲水性、稳定性及抗蛋白、细胞粘附的性能，同时也具有抑制细菌粘附和生长的能力。综上所述，该研究成功合成了系列具有不同生物功能的聚合物，构建了系列聚合物表面，并初步探索了其在生命分析中的应用。该研究对于不同生物功能材料制备的方法与技术、不同生物功能材料的性质及其生物学应用进行了系统深入的研究。同时，对这些聚合物在生物医学领域的进一步应用进行了分析与讨论。