表面等离体激元共振(surface plasmon resnonace，SPR)是一种重要的光物理现象，基于SPR的生物传感器被广泛用于生物大分子的相互作用研究。SPR生物传感技术具有大多数传统分析方法所不具备的优点，如样品不需标记、可实时监测、灵敏度高、抗干扰能力强、检测速度快、样本消耗小等。由于其优点突出，SPR传感器在生物医学、分析化学、表面分析、检验检疫等很多领域得到广泛应用，成为可满足药物筛选、环境监测、传染病防治等多方面检测需求的重要工具。尽管SPR传感器在生物大分子样本检测方面具有很多优势，但是结构复杂、体积庞大、价格昂贵等缺点仍然限制其更广泛的应用。　　在临床医学中，对体内特定成分的检测分析是临床检验的一个主要目的，这也是疾病诊断和筛查的重要环节。大量研究及临床资料表明，体内特定成分的出现或者改变，不仅可能是一些疾病的病因或发病机理中的重要环节，也是这些疾病的重要特征。针对这些物质的传统检测方法通常是在大型设备上进行的，此类设备价格昂贵、操作复杂，成本高、耗时长，必须由专业人员操作，很难在社区医疗和个人健康监测中广泛使用。因此，便携式、微型化、高精度生物医学仪器的开发成为研究热点，而可进行高精度分析的生物传感检测方法也成为最常见的选择。在实验室前期SPR传感器和微流控技术研究的基础上，本文将就进一步优化设备和SPR传感器的临床检测应用方面开展进一步探索。　　本文的工作主要包括下面几个方面:　　①在SPR的理论分析方面开展研究，利用已有理论知识和经验公式对设计的SPR传感检测装置的相关参数进行仿真分析。利用仿真方法，首先研究了不同棱镜折射率对SPR曲线的影响，得到了对分析最有利的棱镜参数。然后仿真分析了样本改变所产生的SPR曲线的变化，预测仪器的检测效果和角度扫描范围。接下来还仿真研究了芯片中金属铬层和金膜厚度的影响，为制备测试效果更好的芯片提供了依据。　　②开展了多种SPR生物传感系统的研究优化。首先，针对SPR生物传感检测方法，开展了相应传感检测芯片的研制，在普通只覆盖有金膜的SPR传感芯片上利用一定的表面修饰方法进行分子靶标的固定。在设备研制过程中，先搭建了SPR生物传感检测平台，针对设备的一些具体参数，如光路的选择进行了初步的实验研究。在此基础上，开展了传统角度扫描型SPR生物传感器的小型化研究。主要利用精细的机械结构设计和更轻的金属材料来制作装置，从而减小设备重量和体积。新装置在检测精度和小型化方面都取得了一定效果，但是，由于设计原理的限制，装置的小型化仍有待进一步提高。因此，在此基础上又开展了交叉臂式SPR装置的研制，通过新颖的交叉臂设计，让两个测量臂在检测过程中保持精确的等夹角运动，同样可以实现较高精度的角度扫描，新的系统整体结构更加简单，机械部件更小、更轻便，基本实现了装置的小型化。而且，简单的结构更有利于维护，提高了运行的可靠性。除了简单、轻便的SPR检测装置，多通道、高精度的大型SPR装置也是本文研究的一个重要内容。通过选用精密的机械转角结构和更精密、可靠的光学系统，结合相应的分析软件，本文基本搭建了一种高精度、多通道SPR传感检测装置。　　③针对新研制的SPR生物传感系统，进行了一系列测试分析。首先，测试了芯片金膜的影响以及不同表面修饰过程对SPR曲线的影响。在此基础上，利用SPR装置开展了基础生物学和临床应用的研究。测试了以β聚合酶为模型的蛋白质与DNA的相互作用，验证了传统荧光检测等方法的结果，并对其结合动力学和相互作用过程得出了新的结论。在临床应用方面，研究了烟曲霉感染的实验室检测方法及临床应用，实现了培养霉菌细胞分泌蛋白的快速检测。在动物实验中，针对感染家兔的血清样本的检测也得到了理想的效果。在临床体液的检测分析中，以C反应蛋白的检测为模型，检测了C反应蛋白在感染性疾病患者中的表达情况，对相关疾病的诊断提供了实验基础。　　论文在SPR装置的优化研究和生物医学分析上面进行了有益的探索，取得了较好的结果。对SPR检测方法的临床应用奠定了坚实的基础，也为未来SPR装置的进一步实用化以及临床检测应用产品的研发提供了有用的指导。