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生物分子的识别与检测对于人类健康有着很重要的意义，一直以来都是生物医学领域研究的热点问题。利用高分子材料来辅助实现对生物分子的检测有着现实的意义和潜在应用价值。寻找合适的高分子材料作为生物分子的载体是一个基础但是重要的工作。聚合物微球与高分子水凝胶在生物、医药等领域都有很好的应用价值和应用前景。水凝胶具有良好的柔软性和相容性，但缺乏机械强度；疏水性微球有很好的刚性和机械强度，但在体系稳定性以及与生物分子的相容性方面的有所不足。将二者的特点结合起来的载体将是一种很好的固定生物分子的载体，在进一步的应用上也会有更大的优势。
本文用无皂乳液聚合的方法合成了核一壳结构的聚合物微球，其核是疏水性的聚苯乙烯，壳层由各种亲水的聚合物(聚丙烯酰胺，聚N-异丙基丙烯酰胺，聚甲基丙烯酸2-羟基乙酯，聚丙烯酸)或亲水性单体(丙烯酰胺，N-异丙基丙烯酰胺)与功能性单体丙烯酸琥珀酰亚胺酯共聚物所组成。以扫描电镜(SEM)，透射电镜(TEM)，动态光散射(DLS)，红外光谱(FT-IR)，衍射仪等仪器作为主要研究手段，研究了由这种"外软内硬”型的聚合物微球形成的胶体晶体，以及基于壳层带有琥珀酰亚胺酯功能基的核一壳结构的聚合物微球的生物分子敏感体系。最后还尝试性地研究了生物分子敏感的线性聚合物的合成以及初步应用。
核一壳结构的聚(苯乙烯-co-丙烯酰胺)(poly(styrene—co—acrylamide)，P(S-AM)，聚 (苯乙烯 -co-N．异丙基丙烯酰胺)(poly(styrene-co-N—isopropylacrylamide)，P(S-NIPAM))，聚(苯乙烯-co-甲基丙烯酸2-羟基乙酯)(poly(styrene—co-2-hydroxyethyl methacrylate)，P(S-HEMA))和聚(苯乙烯-co-丙烯酸)(poly(styrene—co—acrylic acid)，P(S-AA))微球可以通过离心浓缩的方法形成稳定的三维胶体晶体，并观察到典型的立方面心结构的微球排列晶面。所形成的胶体晶体在加入溶剂进行稀释时，衍射峰会发生红移，并且强度逐渐增加。不良溶剂乙醇的加入会影响p(S-AM)微球胶体晶体的形成，在乙醇浓度达到26．82、wt-％时，最终破坏规整的排列结构。壳层是环境敏感(pH或温度)的聚合物时，环境的变化也会对胶体晶体的形成产生影响。对于P(S-NIPAM)微球形成的胶体晶体来说，温度为25℃时可以形成规整的排列，而在40℃时却由于壳层变得疏水而不能排列得很规整；对于P(S—AA)微球来说，在低pH值下，壳层由于质子化而变得疏水时也不能形成规整的胶体晶体，而在高pH值时，壳层去质子化变得亲水时，则可以形成规整的胶体晶体。这种胶体晶体对光子晶体的设计提供了一种新的思路。通过无皂乳液聚合可以将琥珀酰亚胺酯功能基引入微球的表面或是核一壳结构的微球的壳层。表面生物素化的疏水性微球以及壳层生物素化的核一壳结构的聚合物微球都可以与亲和素通过生物素分子与亲和素的特殊的专一性识别发生作用。前者可以发生聚集，并且聚集的速度随亲和素浓度的增加而增大；后者除了可以发生聚集之外还可以在亲和素浓度较低时仅在壳层内发生生物素与亲和素的识别作用。通过这种以生物素-亲和素为模型的亲和素敏感体系的研究，我们扩展到了抗原-抗体的研究上来。利用壳层含有琥珀酰亚胺酯功能基的核一壳结构的聚合物微球作为载体研究了其通过化学键对抗原分子的固定。不同的反应温度对含有温敏性壳层的微球对抗原的结合量有一定的影响。固定了抗原的微球对抗体有专一性的响应，并且在游离抗原的诱导下，体系具有可逆性。这种生物分子敏感体系在生物分子检测，临床诊断以及生物传感器等方面有潜在的应用前景。
最后还尝试性地合成了两种线性的生物素化的聚合物聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸缩水甘油酯-生物素)(P(NIPAM<,325-co-GMA<,44>-Biotin))和聚(丙烯酰胺-co-N-丙烯酸琥珀酰亚胺酯．生物素)(P(AM-co-NAS—Biotin))，并研究了其与亲和素的作用。当亲和素被加入到生物素化的聚合物溶液中，会由于亲和素的生物交联作用，产生线性高分子的聚集体。这种体系所可能产生的生物放大作用是我们感兴趣的工作并是今后研究的重点内容。