该文研制了微流道蛋白质芯片系统,建立了化学格式化法高通量蛋白质芯片制备方法.通过这两种方法制备的蛋白质芯片能够满足椭偏光学成像技术定量检测的要求,而且这两种蛋白质芯片与该实验室早期发展的生物活性探针和多元蛋白质芯片结合在一起形成了较为完整的无标记光学蛋白质芯片系列,使之不但能够简单方便地进行低通量蛋白质检测,而且也具有了高通量蛋白质分析的能力.该文建立的微流道蛋白质芯片系统把微流控芯片和微阵列芯片二者的优势结合在一起,以微型流动控制见长的微流控芯片被设计成微阵列芯片的微型点样仪与微型高效率反应器,而以并行分析见长的微阵列芯片成为微流道系统的专用传感器件,并且实现了在同一微型分析见长的微阵列芯片的制备与检测.微流道蛋白质芯片系统改变了阵列式生物芯片整体反应模式,使得芯片的使用更加灵活方便.通过微流道蛋白质芯片系统进行蛋白质芯片制备与检测,显著降低了试剂和样品的消耗,缩短了检测时间,把检测灵敏度提高到了纳克/毫升量级.能够多次重复使用的微流道蛋白质芯片系统,使得蛋白质芯片的使用成本大幅度降低.该文针对椭偏光学成像技术的检测特点、不同的芯片设计和配基发展了多种表面改性及配基固定技术,实现了配基分子共价连接、抗体分子定向固定、混合硅烷膜层对硅基底的表面改性以及混合烷硫醇SAM对金基底的表面改性.这些技术的使用明显提高了配基分子在蛋白质芯片表面上的稳定性,较好地保持了配基分子的生物活性,从而大幅度提高了无标记光学蛋白质芯片的检测灵敏度.该文在上述关键技术发展的基础上,还成功地开展了无标记蛋白质芯片在生物医学领域的应用.实现了在一块蛋白质芯片上进行乙肝五项指标同时检测;通过蛋白质芯片对病毒—噬菌体进行了直接检测;乙肝表面抗原检测和乳腺癌标志物定量检测已经能够达到临床免疫检测的水平;还通过无标记蛋白质芯片技术同时研究了多对生物分子之间的相互作用,并通过模型化分析获得了相互作用动力学常数.