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第一部分：蛋白质微阵列技术平台的建立及TORCH抗原芯片的研制蛋白质微阵列是蛋白质组学研究的重要工具，是利用生物芯片点样仪将大规模的微量蛋白质特异捕获分子以一种可寻址的方式固定在芯片片基表面形成微阵列，应用时与生物样品反应后扫描检测从而实现对样品中蛋白质组分进行微量、快速、高通量地平行分析。在平台建立方面，我们研制了一种低成本生物芯片点样系统；建立了玻璃载玻片片基的活化方法；还建立了一种新的蛋白质微阵列的比色检测法。这为普通实验室制作和应用蛋白质微阵列提供了一套低成本的有效解决方案。作为蛋白质微阵列的应用示例，研制了用于优生优育诊断的TORCH抗原芯片，可以平行检测一个血清对8种不同病原体的抗体含量，具有良好的重复性，对各种阳性血清和阴性血清有很好的区分。
第二部分：一种新型microRNA检测芯片的研制microRNA(miRNA)是一类最近发现有着非常重要的生物功能的小分子非编码RNA。通常miRNA表达谱展示采用Northern杂交，费时费力。在上述微阵列技术平台基础上，利用miRNA的3端都是邻羟基的特征，结合量子点这种新型的具有非常优秀的荧光光谱学性质的纳米材料，发展了一种检测miRNA表达谱的芯片。miRNA经高碘酸氧化产生双醛基而为生物素酰肼生物素化，与芯片杂交后用偶联了链霉亲合素的量子点检测。模型实验显示其检测灵敏度达到0.4fmol，检测动态范围达2个数量级。用水稻的11个miRNA的探针制作了模型芯片，检测了水稻幼苗的根和叶的miRNA的表达谱，结果与Northern杂交的结果相一致。还实现了用上述比色法检测miRNA芯片，为不具备生物芯片扫描仪的实验室提供了一种低成本的解决方案。
第三部分：Aquifexaeolicus亮氨酰tRNA合成酶的溶液构象和解折叠研究在蛋白质溶液构象与解折叠方面，我们利用荧光光谱和四阶微分紫外吸收光谱作为监测手段，研究了超嗜热菌Aquifexaeolicus的亮氨酰tRNA合成酶(αβ-LeuRS)的溶液构象以及盐酸胍(GuaHCl)和高压力引起的解折叠。发现αβ-LeuRS和β-亚基的色氨酸残基都处在比较亲水的微环境中，两者都分别有两个bis-ANS结合位点。解折叠热力学实验显示3-4M的GuaHCl可以使β-亚基的Trp和Tyr完全暴露于水溶液中。动力学实验显示GuaHCl引起的β-亚基的解折叠是个非常快速三态过程，但GuaHCl引起的αβ-LeuRS的解折叠则是个非常缓慢而复杂的过程。高压力引起的解折叠热力学实验显示260MPa的压力可以使处于2MGuaHCl的β-亚基完全解折叠。研究发现随温度的升高，标准解折叠体积变化的绝对值降低；验证了盐、甘油、蔗糖等稳定剂对蛋白质抗压力的解折叠作用不只是由于增加了标准解折叠自由能，也由于其降低了压力引起的解折叠过程中的标准解折叠体积变化的绝对值。