在微阵列的检测技术中，荧光标记法由于其具有灵敏度高、选择性好、方法灵活等优点，目前应用十分活跃。但因为蛋白微阵列中由于点样绝对量极少，荧光信号很弱，要求高灵敏检测器的同时，急需寻找高灵敏度探针。传统的荧光有机分子作为探针时光化学稳定性差，存在光漂白与光解作用，而在荧光二氧化硅纳米小球中，大量的荧光小分子被包埋在其中，纳米小球亮度高；且由于有二氧化硅网络的保护，其光稳定性也大大增强；纳米小球表面有丰富的硅羟基，极易进行修饰。本论文参考了大量的文献，研究了几种制备荧光二氧化硅纳米小球方法，并试图将纳米粒子作为探针的优越性和蛋白微阵列的高通量特点结合起来，研究将其作为标记探针应用于蛋白微阵列检测的可行性。 论文第一章通过大量的文献调研，对生物芯片的研究背景、原因、过程及其发展重要性作了较详尽的介绍。在本章中主要介绍生物芯片的定义、分类、构建方法和检测设备，着重指出了作为生物芯片的重要组成部分蛋白芯片的制备方法及其应用。同时综述了有机小分子、金纳米粒子、量子点、荧光微乳球及荧光纳米小球作探针应用于生物检测的优缺点。 第二章主要研究了几种纳米粒子的制备方法，并对它们进行了表征和比较，它共分为四节。 在第一节中研究了纳米二氧化硅纳米粒子的制备方法和表征，研究了制备二氧化硅纳米粒子所需要控制的条件，如水和表面活性剂量之比m、水和正硅酸乙酯量之比n、氨水的浓度、反应时间、反应温度及搅拌条件等。为后续的荧光纳米粒子的制备摸索条件。第二节介绍了FITC偶联氨基化二氧化硅纳米粒子的制备及表征。第三节介绍了联吡啶钌掺杂的氨基化二氧化硅纳米粒子的制备及表征。第四节研究了FITC标记蛋白掺杂氨基化二氧化硅的制备及性质表征。最后对三种荧光纳米粒子的优缺点进行了对比。 第三章介绍了将联吡啶钌掺杂的氨基化二氧化硅纳米粒子应用于蛋白微阵列的检测中。本章重点研究了纳米粒子表面修饰条件的优化，以及生物修饰过程中的一些条件摸索；还研究了蛋白微阵列分析条件的优化，包括玻片的处理、封闭条件、点样系统优化、以及扫描系统的条件优化。最后成功的将纳米粒子应用于蛋白微阵列的检测，取得了较好的效果。 本工作的主要创新点： 1.能够稳定制备出多种荧光纳米粒子。在本论文中，研究出一种采用不经分离，一次性制备出氨基化、磷酸化的荧光物质掺杂的双层二氧化硅纳米粒子。该纳米粒子水溶性强、分散性好、形貌归一、亮度高、光稳定性好、表面易修饰。 2.研究了纳米粒子表面修饰生物分子的方法。对纳米粒子表面蛋白质修饰的量进行了优化，研究了一套蛋白质修饰后纳米粒子的猝灭和封闭的方法。 3.成功的将纳米粒子作为探针应用于蛋白微阵列的检测中。并将此标记方法和FITC作为探针作比较，发现以纳米粒子作为探针检测限更低。 问题与展望： 纳米粒子应用于蛋白微阵列的检测还存在很多问题，例如，如何保持蛋白质在制备微阵列中的生物活性、荧光纳米粒子亮度虽然相对有机荧光小分子高，但实验中发现用直接法检测时，其检测限还是较其它方法高。 蛋白微阵列所具有的无可比拟的高通量优势和荧光纳米粒子的高亮度，二者的结合，使得我们坚信，这种方法的研究和发展具有极为广阔的前景。