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针对目前蛋白质芯片研究与发展面临的配基分子生物活性较低与蛋白质非特异性吸附在芯片表面这两个关键问题，本文从芯片基片的表面改性入手，设计、合成了两种改性剂分子，研究了这两种分子用于蛋白质芯片制备的可行性。主要结果如下：
(1)针对蛋白质芯片固定的配基分子生物活性较低的问题，设计了改性剂ATES-Si，其结构式为：(CH3CH2O)2CHCH2-(OCH2CH2)3-S-(CH2)3-Si(OR)3；针对蛋白质在芯片表面非特异性吸附的问题，设计了改性剂MTES-Si，其结构式为：CH3-(OCH2CH2)3-S-(CH2)3-Si(OR)3。
(2)确定了ATES-Si与MTES-Si的合成路线。以TEG、MPTS与乙醇缩醛为原料，合成了ATES-Si与中间化合物；以mTEG与MPTS为起始原料，合成了MTES-Si与中间化合物。用HNMR，CNMR，IR与MS对这两种分子与中间化合物进行了表征。考察了各反应条件对合成效率的影响，优化了合成条件。摸索了放大的合成反应，着重考察了分离方法对放大合成的影响，确定了各放大反应的分离方法，实现了这两个目标化合物与中间化合物从微量到常量的合成。
(3)分别以ATES-Si与MTES-Si为改性剂，对单晶硅基片进行了表面改性，优化了改性条件，推断了改性过程。改性反应以甲苯为溶剂，改性时间长于1h就能满足基片表面改性的要求；改性剂浓度对改性作用的影响较小，只要高于0.7‰就能使表面完全被改性。改性反应是在基片表面的羟基OH与改性剂分子的Si(OR)3水解基团间进行的，改性反应完成后，改性剂分子在基片表面形成单分子膜层。
(4)以含有吐温的IgG为作用对象，分别考察了ATES-Si与MTES-Si改性硅片对蛋白质的作用，证明ATES-Si与MTES-Si两种分子能有效地抑制蛋白质的非特异性吸附。与改性实验的结果类似，以甲苯为改性溶剂，只要改性反应长于1h，改性剂浓度高于0.7‰，改性硅片就能有效地抑制蛋白质的非特异性吸附。ATES-Si与MTES-Si改性硅片对蛋白质非特异性吸附的抑制作用主要源于改性剂分子中的乙氧链，它既使改性硅片表面与改性剂分子链的亲水性适中，又赋予了分子链合适的链长与柔性，这就使改性硅片与蛋白质的作用弱于蛋白质间的作用，从而抑制了蛋白质的非特异性吸附。
(5)以抗体-抗原作用体系为芯片的配基-受体体系，考察了ATES-Si改性硅片经酸活化后对蛋白质的作用，验证了酸活化的ATES-Si改性硅片用于蛋白质芯片制备的可行性。优化了ATES-Si改性硅片的活化条件，即以盐酸的丙酮溶液为活化溶液，活化温度为333K，活化时间为0.5h时就能使缩醛基团脱保护，得到活性醛基。醛基与蛋白质的游离氨基反应，将配基蛋白共价结合在硅片表面。盐酸浓度在20～30％(v/v)范围时，活化硅片在共价结合配基蛋白的同时，对蛋白质的生物活性影响也较小，效果优于蛋白质芯片常用的改性硅片。