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生物分子间二维反应动力学以及由二维反应所介导的细胞粘附动力学对于许多生物学过程以及药物设计与评价是非常重要和必需的。目前检测游离相分子的三维反应动力学方法(如BIAcore生物传感仪和Scatchard analysis)成熟且易操作，已经得到广泛的应用。生理上存在大量的锚定于细胞或基底表面的分子间二维反应动力学过程，而检测分子间二维反应动力学的实验方法和数据分析精确但较复杂，目前只限于实验室研究。显然，建立两者的关联是综合各自优势的可能途径。目前存在的关键问题是分子间二维与三维反应动力学参数间定量关系还未建立，因而难以将商业化的三维反应动力学测量与实验室的二维反应动力学测量直接联系。作为解决上述问题的第一步，建立一个通用的、相对简单和易于掌握的分子间二维反应动力学和细胞粘附动力学实验方法和理论模型十分重要。基于此，本文开展了如下两方面研究：建立了基于表面等离子体共振技术与BIAcore生物传感仪的二维细胞粘附动力学实验方法和理论模型；采用牛血清白蛋白BSA-抗BSA抗体、B型血型抗原-抗B型抗原抗体两个分子体系验证了实验方法和理论模型的合理性及可行性。主要研究结果如下：
⑴采用BSA-抗BSA单克隆抗体分子体系，首先测得了分子三维正、负反应速率常数(kon=7.93×103M-1s-1和koff=8.35×10-4s-1)。在二维细胞粘附动力学实验中，首先通过控制和阻断实验验证了方法的特异性，以及多次重复独立实验验证了方法的重复性。其次获得了二维细胞粘附过程的RU-时间曲线，通过考察流动时间、流量、分子表面密度对细胞粘附量(Peak RUP)和粘附动力学常数(细胞表观粘附速率常数Kcb、细胞的解粘附速率常数Kcoff和细胞有效粘附速率常数Kcon)的影响，发现：细胞粘附量随流动时间而增加，但细胞粘附动力学常数基本不变；细胞粘附量随流量而增加，且细胞表观粘附动力学常数Kcb和Kcon增加、细胞解离常数kcoff基本不变；细胞粘附动力学常数Kcb和Kcon随BSA密度而增加，而细胞解离常数Kcoff基本不变；细胞粘附动力学常数基本不随BSA抗体密度而变化。有意思的是，测得的三维与二维负反应速率基本一致。上述实验结果验证了实验方法和理论模型的正确性，并获得了调控参数对二维细胞粘附动力学的影响规律。
⑵采用B型血型抗原-抗B单克隆抗体分子体系，获得了不同细胞浓度、抗体密度，以及细胞悬液理化性质(渗透压和pH值)等调控参数下的细胞粘附量和粘附动力学常数。结果表明：细胞粘附量随细胞浓度和抗体密度而增加，细胞粘附动力学常数减小；细胞粘附量随渗透压而增加；细胞粘附量随细胞悬液pH值而减小，细胞粘附动力学常数随pH值而增加。实验结果进一步验证了该方法和理论应用于由细胞表面本构表达分子所介导的细胞粘附动力学检测的适用性。
⑶所建立的方法和模型提供一种新的定量检测二维细胞粘附动力学的研究平台，具有较好的通用性和可操作性。本文的研究结论有利于将二维和三维反应动力学检测统一在相同检测平台上，促进二维与三维反应动力学关联的理解和反应动力学参数间定量关系的建立。本文工作还在药物设计与评价领域有潜在的应用前景。