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表面等离子激元共振(SPR)生物传感器因其独特地免标记、实时检测以及动力学分析的优势，已经成为生物相互作用研究的独树一帜的标杆。本论文在对现有的SPR生物传感器的发展现状及其存在的问题进行了综述的基础上，针对其研究的主要的瓶颈问题（灵敏度偏低及应用受限），分别从仪器搭建、芯片设计、表面化学、信号放大四个研究角度开展相应的研究提高了SPR的检测灵敏度;进一步地，本文引入了先进的原位蛋白质微阵列方法，将其与SPR成像进行集成，开发了三种简单易行、高通量的免标记、实时检测分析蛋白质相互作用动力学的方法，并将其应用于高通量相互作用的研究中。
(1)从SPR生物传感器搭建的角度，在组内搭建的转台SPR生物传感器上，本文详细研究了各种仪器因素对灵敏度的影响，并采用该优化的SPR生物传感器的实验条件，开展了免疫检测蛋白质的研究和对多巴胺分子的聚合及其在抗蛋白质吸附表面的吸附的详细研究。
(2)从芯片设计开发的角度，本文在详细研究了基于SPR成像的生物检测方法之后，使用简单的蒸镀和高分子旋转涂布的方法，制备了一种波导耦合表面等离子激元共振(WCSPR)的成像芯片，将SPRi的灵敏度提高了60％。
(3)从表面化学优化的角度，在详细研究比较了现有多种二维表面的蛋白质固定及检测方法之后，本文采用薄层高分子旋涂辅以氧等离子体的技术，开发了一种三维表面，其制备方法简单易控，可将SPR的检测信号放大至7倍左右。
(4)从信号放大的角度，本文开发了一种基于气泡的新型SPR信号放大方法，其信号放大可至上百倍。上述三种灵敏度增大方法均是从相互独立的角度进行的开发，其进一步的相互集成将会进一步地提高SPR的检测灵敏度，从而拓宽SPR的研究范围，诸如用于小分子的检测。
(5)在详细研究了SPR的基础上，为了加快SPR的应用于高通量的蛋白质相互作用的研究，本论文引入了先进的原位蛋白质芯片，通过摸索现有的原位蛋白质微阵列的制备方法，开发了三种可与SPR成像集成的原位蛋白质微阵列制备方法。并基于新型的蛋白质微阵列的制备及检测方法，进行了一个简单地两种p53单克隆抗体的抗原表位的检测研究。相对于传统的抗原表位的研究方法，该技术的制备简单、耗费少，并且能提供丰富有力信息，如相互作用的动力学信息。其进一步地应用于高通量的蛋白质组学等研究领域将指日可待。