羟基磷灰石(HA)是一种重要的生物材料，它在人体的多种生理过程中起到极其重要的作用，在骨骼的修复、替代中有着广泛的应用，是目前植入材料研究的热点。当羟基磷灰石作为骨替代材料植入体内时，必然要与血液和组织液中的蛋白发生相互作用。首先是蛋白在生物材料表面的吸附，而吸附的蛋白将直接影响细胞在材料表面的黏附、贴壁、生长和增殖，并将影响材料/组织的界面反应及其最终植入效果，所以蛋白在材料表面的吸附过程及其相互作用机理是一个重要的基础问题。 目前已有多种技术可应用于生物界面的研究，如圆二色光谱(CD)，激光拉曼光谱(Raman)，全内反射红外光谱(ATR-FTIR)，电化学石英晶体微天平(EQCM)等。全内反射模式红外光谱灵敏度高、可有效排除生理环境中水的干扰，有利于对生物材料/生物环境界面进行分子水平的原位研究。电化学石英晶体微天平可原位测量电极频率的变化值，从而获得电极纳克级的质量变化，十分有利于对生物物种在电极表面的吸脱附过程及相互作用机理进行研究。 本论文选择血清中含量最丰富的牛血清白蛋白(BSA)作为研究蛋白，主要采用全内反射红外光谱、电化学石英晶体微天平等方法，原位考察牛血清白蛋白与生物材料的界面相互作用，牛血清白蛋白在羟基磷灰石表面的吸附动力学行为，以及羟基磷灰石与牛血清白蛋白的相互作用机理。试图探明电化学法制备的HA生物材料/生物环境界面过程的微观本质。主要取得如下研究进展： 1.将生物材料HA和磷酸八钙(OCP)分别电化学沉积于红外全内反射晶体锗单晶表面；将钛酸盐纳米管(TNT)用layer-by-layer法修饰于锗单晶表面。而后对三种材料的表面形貌、结构和组分等理化性能进行了全面表征。 2.采用ATR-FTIR原位研究了BSA与三种生物材料的界面相互作用，BSA在三种材料表面的吸附量都随着作用时间的延长而增加。BSA在HA表面有强的吸附作用，而后是OCP，在TNT表面的吸附较弱，表明HA比OCP、TNT有更好的生物相容性。 3.采用EQCM对HA电沉积初期的行为进行了原位研究，HA膜层的形成主要包含两个阶段，第一阶段主要是晶核的生成，第二阶段是晶粒的生长，晶粒是沿C轴方向垂直于电极表面择优生长的。 4.采用QCM原位研究了BSA在HA表面和Au表面的吸附动力学行为。两种材料表面蛋白的吸附动力学过程相似：最初有大量的蛋白分子快速靠近并吸附于材料表面，而后吸附量逐渐增加，最后趋于稳定。HA表面的吸附量大于Au表面。由吸附密度可以得出，在HA表面BSA具有直立和平躺两种吸附取向，直立取向较为稳定；而在Au表面，平躺取向较为稳定。 5.BSA与HA的相互作用引起HA晶粒的细化和部分晶面的择优生长，相互作用产物的IR谱中既有HA的特征峰又有蛋白的特征谱带，表明BSA与HA发生了分子问反应，并形成有机-无机复合膜层。 6.羟基磷灰石膜层表面与蛋白分子接触时，Ca2+是主要结合位点，这是由于BSA分子中的负电荷点可通过静电作用与阳离子相结合。而HA中的PO43-对蛋白也有一定的吸附作用，说明PO43-也可能成为表面反应的结合位点。 7.BSA与HA相互作用后，蛋白分子的二级结构可能发生变化。CD和IR的结果均表明，相互作用后BSA的α-螺旋含量增加，蛋白结构的有序性提高。从而有助于从分子水平解析羟基磷灰石具有良好生物相容性的本质原因。