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蛋白质在材料表面吸附的种类、速度、数量及活性由于能够影响包括生物材料生物相容性、免疫传感器的性能而引起了人们的高度重视。为此人们探索了多种多样影响蛋白质与材料相互作用的因素并得到了一些有意义的结果。然而，到目前为止，虽然人们发现材料的形貌、尺寸对不同形貌、尺寸的蛋白质的作用存在差异性并可能进一步影响其功能，但是这方面工作的欠缺及机制的不清仍然在一定程度上影响人们设计高性能的生物材料及生物传感器。为此，本论文在本研究小组前期工作基础上，以分子生物学研究的模型疏水聚合物聚苯乙烯（PS）为基材，通过电流体力学方法制备不同微纳米结构的PS薄膜，探讨不同形貌PS微纳米结构材料及不同尺寸PS电纺纤维薄膜与具有形貌及尺寸差异的血浆蛋白质（白蛋白Alb、纤维蛋白原Fib和免疫球蛋白IgG）的相互作用，评估了PS微纳米结构材料对细胞行为的影响、其血液相容性及其在免疫传感中的应用，并取得了一些有意义的结果。
（1）本论文第一部分研究了3种不同形貌PS微纳米结构材料（1.68±0.381μm微球薄膜、1553±182nm纤维薄膜、匀胶薄膜）和3种不同尺寸（纤维直径552±1:36nm、981±99nm、1553±182nm）的PS电纺纤维薄膜对3种形貌、尺寸存在差异的血浆蛋白质（Alb、Fib和IgG）吸附的影响，结果表明球形的免疫球蛋白更倾向于在微球结构表面吸附，而纤维状纤维蛋白原更倾向于在纤维结构表面吸附。进一步的细胞实验表明，骨髓间充质干细胞（MSCs）在PS纤维薄膜表面的粘附及增殖率明显优于PS微球结构表面。表明材料形貌与能够介导细胞在材料表面粘附及增殖的蛋白（如纤维状的胶原蛋白或者纤维粘连蛋白等）形貌的匹配可能更有利于细胞在材料表面的生长。此外，骨髓间充质干细胞（MSCs）在微纳米结构材料表面的生长状况也表现出了明显的尺寸效应：在PS纤维直径小于1000nm时纤维薄膜表面细胞数量随纤维直径的减小而增多，而在纤维直径1000nm左右时其表面细胞生长的状况最差。通过氧等离子处理改进材料亲疏水性能后可以发现对不同形貌PS微纳米结构材料而言其表面细胞的粘附及增殖率均大大提升，且PS纤维薄膜较之PS微球结构薄膜仍显示出更有利于细胞生长的特性。提示表面亲疏水性能适宜的电纺纤维材料可能可作为一种性能优良的包括组织工程支架在内的生物修复材料。
（2）在心血管修复材料中目前人们公认的一个改进体系血液相容性的方法是材料表面的伪内膜化。然而在伪内膜化过程中抑制可导致血栓的血浆蛋白及血细胞的粘附与促进内皮细胞在材料表面的粘附生长却是一对至今没有很好解决的矛盾。而材料形貌、尺寸与相关蛋白形貌、尺寸匹配性的差异则有可能为解决该矛盾提供新的思路，为此本论文第二部分研究了3种不同尺寸的PS电纺纤维薄膜的血液相容性（凝血时间、血小板粘附和红细胞溶血）和细胞相容性。结果表明在552±36nmPS电纺纤维上能反映材料抗凝血性能的Alb与Fib的吸附量比例RA/F和Alb与IgG的吸附量比例RA/F较之直径为981±99nm及1553±182nm的PS电纺纤维高，即较细的PS电纺纤维具有较优的抗凝血性能。凝血时间结果进一步证实了上述结果：552±36nmPS电纺纤维引发的凝血时间最长（32min），与正常值（36min）接近；血小板粘附实验结果表明552±36nmPS电纺纤维上血小板粘附较之较粗的电纺纤维不仅数量少而且变形程度低；而红细胞溶血实验则提示3种不同尺寸的PS电纺纤维薄膜的红细胞溶血率（1.60％，1.73％，3.19％）均在标准范围（5％）内，因此在3种不同尺寸的PS电纺纤维薄膜中552±36nmPS电纺纤维具有较优的血液相容性。结合500nm左右较细PS电纺纤维具有较优的细胞相容性的特点人们可以发现在心血管修复材料中长久悬而未决的血液相容性与细胞相容性的矛盾可能有望通过选择电纺纳米纤维而获得解决，这将为心血管与组织工程材料的应用设计提供更多的研究思路。
（3）在免疫传感器中免疫球蛋白在材料表面高的负载量及高的生物活性是其应用中面临的最大障碍。而微纳米结构材料由于其高的比表面积而在免疫传感领域受到高度重视。然而能够应用于免疫传感的量产微纳米结构材料制备技术及微纳米结构材料与免疫球蛋白间的相互作用的优化设计方面人们还有很长的路要走。为此，本论文第三部分研究了人免疫球蛋白IgG在3种不同形貌PS微纳米结构材料（1.68±0.38μm微球薄膜、1553±182nm纤维薄膜、匀胶薄膜）和3种不同尺寸的PS电纺纤维薄膜上（480-610nm、790-1080nm和1380-1730nm）的作用状况，发现PS多孔微球和PS纤维薄膜由于比表面积较大，均能够有效吸附大量的IgG；且在不同尺寸的PS电纺纤维薄膜上IgG的吸附量随纤维直径的增大而增多，但IgG吸附活性却随纤维直径的增大而减小（8.96％，5.65％，3.70％）。为改进PS电纺纤维在免疫传感中应用的性能，我们对其进行了氧等离子处理。进一步的测试表明，氧等离子处理的PS电纺纤维薄膜不仅具有较高IgG吸附量，而且所吸附的IgG保持了较高的生物活性（10.13％，10.40％，10.23％），这为免疫传感的发展提供了有用的实验依据。