外源性小分子化合物也是生命活动的重要参与者，它们与生物大分子相互识别并通过相互作用介导完成一些重要的生物过程。本论文以小分子和生物大分子之间的相互作用为基础，开展以基于微阵列的微分析新策略的建立和新应用的拓展为主要内容的研究。包括小分子徼阵列的制备新策略研究，新型的基于微珠的小分子微珠阵列制备和应用研究，以微阵列为核心的小分子分析方法研究，以及利用微阵列的实际检测应用研究。具体研究成果如下： 1、根据DNA分子中的脱氧核糖核苷酸残基在紫外光照射下能与玻片表面活性分子进行共价交联反应的原理，建立了一种新颖的利用寡核苷酸作为偶联臂的小分子微阵列制备方法。并以三种化学结构不同的小分子化合物为例，介绍了小分子化合物的寡核苷酸偶联物的合成及纯化，小分子微阵列的制备及探针的固定，信号的采集和分析。然后分别考察了紫外交联、不同固定缓冲液、作为偶联臂的寡核苷酸链的长度，探针的浓度等因素对探针固定的影响，以及本方法的特异性及热稳定性。结果显示以3×SSC为固定缓冲液，偶联臂寡核苷酸链长度为30 bp，以0.65 J/cm2的能量照射可以使小分子化合物的寡核苷酸偶联有效地固定在玻片表面，同时特异性和热稳定性优越。此外还建立小分子微阵列荧光信号的归一化方法，以偶联臂的特定寡核苷酸序列为信息，利用其与带荧光标记的互补链杂交获取参照荧光信号，再利用该参照荧光信号作为内参来校正荧光免疫反应所获得的工作荧光信号。归一化处理后所得到的数据，显著减少微阵列信号偏差，确保了检测数据的稳定性和重复性。为小分子微阵列研究小分子化合物与生物大分子的相互作用及小分子的高通量检测的定量分析提供基础。 2、以盐酸克伦特罗为例，成功建立了基于载体蛋白偶联小分子固定的蛋白桥联小分子微阵列的制备方法。考察了固定缓冲液及探针浓度对探针固定效果的影响以及本方法的灵敏度。此外，本论文还拓展小分子微阵列的新应用。以荧光免疫竞争为原理，建立利用小分子微阵列检测食品中药物残留的方法，成功应用于动物源性食品中氯霉素、盐酸克伦特罗及泰乐菌素的快速高通量测定，结果显示三种药物小分子的最低检测极限分别为：0.03μg/L，0.01μg/L和0.88μg/L，检测灵敏度高，特异性强，重复性好，适用于大量样本初筛。 3、研究开发了一种新型的以微珠为核心部件的小分子微珠阵列。微珠具有更大的表面积，有利于探针的固定和靶标的捕获，液相流动反应使得探针和靶标间的相互识别和结合更加快速高效，基于上述优点，本论文考察对微珠表面进行羟基化、氨基硅烷化等功能化修饰的最优化条件。然后以氯霉素为例，考察了探针固定条件和免疫反应条件，以小分子微珠阵列为核心，以荧光竞争免疫分析为原理建立了食品中氯霉素残留的小分子微珠阵列免疫分析系统，实现对氯霉素快速高效地检测。结果显示食品中氯霉素的最低检测限为0.008μg/L，加标回收率为92％-110％，检测重复性良好，CV值小于10％。检测结果与传统ELISA方法对比显示阳性符合率为100％，阴性符合率为98.4％，准确性高。同时，其检测速度快，30分钟内能完全全部检测反应，尤其适合出入境检验检疫、食品安全监管、品质控制等领域作为初筛方法应用。 4、利用金属离子依赖脱氧核酶的特殊剪切性能，研究开发了DNA微阵列的重金属离子检测分析方法。该方法可同时检测分析样本中多种重金属污染物，灵敏度高，特异性强，简便高效，同时还具有传统方法不可比拟的高通量优势。以Cu2+及Pb2+的检测为例，Cu2+在0.01μM-1μM之间检测荧光信号有较好的线性变化，Pb2+在0.01μM-100μM之间检测荧光信号有良好的线性变化。Cu2+的检测下限约为10 nM(0.6 ppb)，Pb2+的检测下限约为10 nM(2 ppb)。另外，Ca2+，Cd2+，Mg2+，Hg2+，Mn2+，Pb2+，Na+，K+等金属离子的交叉反应实验结果显示了DNA微阵列检测系统具有良好的特异性。加标实验的回收率为92.3％-110％，系统准确性高，重复性好。此外还研究了利用微珠阵列系统对水溶液中Cu2+和Pb2+浓度进行了检测分析。分别考察了酶切时间，脱氧核酶浓度等因素对酶切效果的影响，结果显示在脱氧核酶浓度为5μM时酶切30分钟能够得到最好的酶切效果，从而有利于金属离子的检测。利用小分子微珠阵列系统检测水溶液中Cu2+和Pb2+最低检测限均为0.01μM，在0.01μM到100μM之间检测信号有良好的线性关系，与DNA微阵列方法检测结果一致。基于脱氧核酶酶切作用检测重金属离子的小分子微珠阵列分析系统灵敏度高，特异性强简便易行，检测试剂消耗量少，自动化程度高等，非常适合微量样品分析。