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高通量药物筛选是在分子水平或细胞水平上进行的一种体外测试分析，它集现代免疫分析技术、分子生物学与细胞生物学技术、计算机与自动化技术为一体，在较短时间内对庞大数量的化合物库进行快速分析，为进一步发现新型药物提供先导化合物。和传统的药物筛选方法相比，该方法普遍具有快速、简便、微量、高效的特点，因而在新药的研究与开发中发挥着至关重要的作用。
高通量药物筛选技术的开发是一项极其复杂的过程，其技术核心的实现依赖于新型分析测试方法的建立以及具有特殊功能及良好生物相容性材料的开发。在众多具有不同形态的材料中，聚合物微球是目前高通量药物筛选中应用最多的一种。理想的微球材料不仅要提供特定的功能(如磁性、荧光性、多色编码等)，而且其表面应有生物相容性，即能保持所结合靶分子的天然构象。而聚苯乙烯微球由于具有合成方法简单，形态、粒径、粒径分布与功能性容易控制的特点，一直备受关注。
要将聚苯乙烯微球成功应用于高通量药物筛选，不仅需要该材料对靶分子具有足够的结合量，并且需要有效防止所结合的靶分子发生明显的构象改变，同时还要求有利于抑制其他分子的非特异性吸附。到目前为止，虽然人们已经提出了各种办法对聚苯乙烯微球的表面性能进行改进，而且广泛研究了生物大分子在此类载体上的固定化行为，但是迄今尚未有工作对聚苯乙烯微球的表面性质对生物大分子固定化行为的影响，特别是对其构象变化的影响进行系统而深入的研究。此外，由于生物大分子结构与性能的复杂性，很难用简单的模型和所积累的知识对其固定化过程进行很好的预测。本文针对这些问题，开展了以下的研究工作，并取得相应的结果：
1)单分散性聚苯乙烯功能化微球的制备与表征。根据高通量药物筛选中具有代表性的邻近闪烁分析技术对载体的要求，作者以苯乙烯(St)为主单体，分别以丙烯酰胺(Am)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、苯乙烯磺酸钠(NaSS)、丙烯醛(Acl)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为共聚单体，采用分散聚合法制备出了五种粒径大小为4—6μm的单分散性功能化聚苯乙烯微球。为了进一步分析微球的性能，用普通光学显微镜、红外光谱分析、电导率滴定、疏水性测定、激光散射粒径分析等对合成微球进行了表征；
2)蛋白质吸附行为研究。以包括均聚型聚苯乙烯微球在内的6种不同功能化聚苯乙烯微球为载体，以BSA为模型蛋白质分子，研究了BSA在不同微球上的吸附行为。根据所得到的蛋白质吸附等温线，用经典的数学物理模型—Langmuir和Freundlich模型对其进行了拟合，讨论了蛋白质的实际吸附过程与理想状态下的差异。并对蛋白质于不同条件下在不同微球上的吸附进行了研究；
3)生物大分子固定化后的构象变化。为了进一步讨论生物大分子在固定化后构象的改变情况，作者选择了葡萄糖氧化酶作为模型分子，通过考察其催化活性的改变来间接地反映其固定化过程中天然构象的改变程度。以对蛋白质具有最大结合量的PSt-GMA微球为载体，利用其表面带有的环氧基直接与酶分子上的氨基通过直接反应而实现对酶的共价固定。研究了该酶在微球上的固定化量、活性变化，并按照Michaelis-Menten方程测定了自由酶与固定化酶的动力学参数；
4)微球的表面修饰及多种固定化方式对生物大分子构象的影响。仍以酶为模型分子。为了解决酶直接固定于PSt-GMA微球上所导致的酶催化活性下降显著的问题，作者提出了用不同的办法来改变酶在微球载体上的固定化方式。首先，通过加入第三共聚单体NaSS在微球表面引入额外的磺酸基，利用磺酸基与酶分子间的静电作用来抑制酶的非特异性吸附和提高共价固定化酶的稳定性；其次，对微球表面的环氧基进行改性，引入不同长度的空间臂，利用空间臂再对酶进行共价固定化，目的是提高固定化酶的稳定性和减少各种可能的因素对固定化酶活性的影响。最后全面考察了不同的固定化方式对酶活性及稳定性的影响；
5)探讨了蛋白质非特异性吸附的抑制。根据免疫分析、生物传感器的应用要求，需要在保证特异性信号强度的前提下，严格控制非特异性背景噪音的干扰。为此，探讨了用不同办法来抑制蛋白质在微球载体表面的非特异性吸附：用PEG亲水性聚合物链来封闭暴露的聚苯乙烯疏水性表面，以及用甘氨酸来封闭空间臂上多余的活性位点。分别考察了两种不同的方式对蛋白质非特异性吸附的影响。
通过以上研究所取得的实验成果，将有助于作者进一步全面、系统地分析高通量药物筛选中各种因素对筛选质量的影响，并为合理地设计具有合适的物理化学性质的载体提供理论依据及技术参考，使之成功地用于高通量药物筛选。