小分子药物与蛋白质靶标之间的相互作用是小分子药物发挥效果的过程,该过程可以通过结合和解离的动力学进行定量分析。高速发展的高通量的小分子微阵列技术对小分子与蛋白质靶标之间相互作用的筛选进行了集成和微型化,大大加速了药物发现研究进程。本论文以高通量的小分子微阵列的动力学分析技术作为研究对象,分别从表面化学和芯片结构等两方面入手,研究其构建方法与分析方法,为新药发现、老药新用、药物评价以及个性化医药等提供系统化的相互作用动力学筛选信息。本论文首先从表面化学的研究角度入手,利用卡宾的光交联小分子固定方法,在金表面分别构建分子自组装的2D表面化学、表面引发聚合的3D表面化学以及原子转移自由基聚合高分子组装的3D表面化学,分别从小分子的固定量、检测活性与对蛋白质靶标的抗非特异性吸附能力等方面给出比较和评价,最终确立以高分子组装的3D表面化学作为小分子微阵列的基础表面,进行参数优化,并应用于针对包括SA、FKBP12和p38αMAPK等蛋白质靶标的实时无标记动力学筛选以及动力学常数的高通量拟合与分析。研究还针对FKBP12的6个突变体和小分子Rapamycin与FK506的动力学相互作用展开研究。最后利用小分子之间与蛋白质靶标的竞争性,建立了用于判断小分子与蛋白质靶标的作用位点的竞争分析法。该工作为高通量的药物筛选提供了相互作用动力学信息分析的研究方法。为了进一步提高动力学分析芯片的检测灵敏度和检测通量,论文基于金属银材料,设计并使用了缓冲粘附层,以解决银薄膜难以在大面积成像芯片领域使用的问题。通过对三层金属薄膜芯片与银芯片的完整性、均一性以及灵敏度的稳定性等方面的研究,证实了具有和金芯片相似的稳定性。两种芯片分别将检测灵敏度提高了53%和101%,释放了银材料的内在特性,大大增加了微阵列的动力学检测通量。构建在芯片表面上的高通量蛋白质微阵列与多分析物的相互作用实验进一步验证了芯片的检测能力。两种芯片结构的提出,将为生物分子微阵列的研究提供了高稳定性高传感性能的动力学筛选平台。