蛋白质微阵列是一种强有力的生物化学分析工具。这项技术以小型化、高通量、多指标为技术特点，只需要微升级的样品消耗即可实现高通量的平行检测，可以从降低生产成本，减少样品消耗和简化实验操作等方面大幅降低大规模蛋白质研究的复杂性。蛋白质微阵列技术完美符合了后基因组时代对于大规模、低成本、精确生化检测的需求，是生物化学与分子生物学领域最具发展潜力的关键技术之一。已经发展起来的蛋白质微阵列大致可分为分析型微阵列、功能型微阵列和反相微阵列等，已经被广泛应用于蛋白质组研究、药物筛选和疾病诊断等多个领域。
     蛋白质微阵列技术的发展主要依赖于三个关键要素的进步，即可用于制备的蛋白质数量，固体支撑材料的性能，以及标记检测手段。细胞瘤杂交技术、蛋白质基因重组技术、体外转录技术、化学合成肽技术等先进蛋白质获取技术的发展为我们提供了数以千计的重组蛋白。而包括荧光技术、化学发光技术、量子点技术等信号标记放大技术的不断更新使蛋白质微阵列的灵敏性得以满足越来越苛刻的现实需求。
固体支撑材料的研究方面在近十多年来也取得了长足的进步。适用于不同需求的各种微阵列固体支撑材料被不断地开发出来。但是，已有的大多数相关报道，要么只是对已有常规固体支撑材料的表面性质改进，要么是只适用于特定研究目的技术平台的特殊材料。一种既具有优秀性能，又有广泛应用潜力的革命性固体支撑材料却迟迟没有出现。
     另一方面，固体支撑材料作为微阵列的物理载体，在蛋白质微阵列的整个制备和使用过程中不断与各种蛋白分子、反应溶液和周围环境产生相互作用，其表面物理化学性质对微阵列的性能产生着不可忽视的影响。而关于固体支撑材料在蛋白质微阵列制备和应用中起到的作用和影响只有为数不多的报道。缺乏一种表面性质可调的优秀固体支撑材料作为研究对象正是这方面研究少人问津的主要原因之一。正是由于蛋白质微阵列固体支撑材料研究的这种滞后严重阻碍了蛋白质微阵列技术的发展。
     在本文中，我们成功结合了静电纺丝技术与表面引发聚合技术，制备了一种具有可调表面化学性质的静电纺丝纳米纤维薄膜，并通过一种通用的静电纺丝表面修饰策略实现了对这种静电纺丝纳米纤维薄膜的多种功能化表面修饰。在该技术方案中，我们制备的混合成分静电纺丝薄膜作为一种表面化学可调模式骨架材料，可以通过表面引发聚合反应实现多种功能化的表面修饰，从而适用于各种不同的应用需求。我们使用聚寡聚乙二醇甲基丙烯酸酯（poly(OEGMA)）修饰制备的纳米静电纺丝薄膜作为固体支撑材料成功地应用到蛋白质微阵列的构建中，并显示出了较强的抗蛋白非特异性吸附现象，大幅改善的灵敏度和使操作过程简单化等优点。
     另一方面，我们以本课题组同样基于表面引发聚合技术开发的另一种称为改性聚二甲基硅氮烷（iPDMS）薄膜的蛋白质微阵列固体支撑材料为对象，探讨了整个蛋白质微阵列制备和使用过程中固体支撑材料表面、蛋白质、试剂及环境间的相互作用，揭示了点样缺陷发生的决定要素及相应的避免策略；证明了对于蛋白质微阵列来说，具有适当比表面积的二维（或拟三维）表面比三维网状结构更加高效。在进行这些原理性的研究同时，我们还定义了基于 iPDMS 基片的蛋白质微阵列平台最优的制备条件：iPDMS 薄膜水接触角大于 50o且小于 90o；点样液滴体积小于等于 10nL，点样蛋白质（捕获探针蛋白分子）溶液浓度在 50 μg/mL 左右；包被环境温度 25oC，湿度 60%。这一系列优化条件的确定为基于 iPDMS 薄膜的蛋白质微阵列的广泛应用提供了基本而重要的理论保证。基于这些优化条件，我们还将 iPDMS 薄膜应用于蛋白质微阵列中，证明了作为蛋白质微阵列基质，iPDMS 薄膜在复杂蛋白环境下具有合适的表面蛋白承载量，优秀的信号一致性和抗蛋白非特异性吸附能力。而基于 iPDMS 薄膜的十一肿瘤标志物联合检测微阵列不仅在性能上完全满足临床诊断的需要，更在对假阴性或疑似病人的诊断中表现出更高的准确性和可靠性。