随着生物科学的发展,光刻蚀技术已经逐渐被应用到生物领域。水凝胶固化和自组装单层膜都可以与光刻蚀技术相结合并应用到生物领域,但是目前报道的大多数工作都存在一定的缺陷,针对存在的一些问题,我们展开了本论文的具体工作(1)非自由基型的光固化水凝胶体系。光交联水凝胶是指通过可见光或紫外光引发交联聚合形成三维网络状结构的水凝胶。这种通过光聚合方法制备水凝胶具有如下优点：可使光聚合物前驱体水溶液原位交联；产物几何形状易于控制(可图案化)；固化时间短；较低的反应热等。目前为止所制备的光交联水凝胶往往需要要加入光引发剂通过自由基聚合得到交联,这对其在生物细胞领域的应用产生很大的局限性。因此,发明新的生物可适的光交联水凝胶体系对于促进水凝胶在生物医药等领域的应用具有重要意义。针对这个问题,在本论文的第一部分提出了一种新型非自由基型光固化水凝胶的方法。本体系聚合物中包含三个单元：光扳机保护巯基的单元、能与巯基发生Michael加成反应的马来酰亚胺单元、以及亲水聚乙二醇(PEG)单元。二个单元的单体按照一定摩尔比通过自由基聚合得到双亲线形大分子。然后将分离纯化后的线型聚合物溶于水中,当用紫外光照射聚合物水溶液时,光扳机发生光响应,与巯基之间的化学键断裂,释放出裸露的巯基。由于巯基具有很高的活性,会立即与马来酰亚胺上的双键发生反应,进而使体系发生交联,并在光照区形成水凝胶。基于其低毒、光可控微图案化、非自由基类交联、以及无任何添加引发剂等特点,使得该类光交联水凝胶在药物传送、细胞受控生长、组织工程支架材料等生物医学领域有着广泛的应用前景。(2)电荷可二次变换的光响应单层膜体系。在本论文的第二部分提出了一种电荷可二次变换的自组装单层膜体系。将羧基和氨基引入到同一个单体分子上面,并通过对不同波长响应的两种光扳机将两个官能团连接起来。最后分子的一端通过三乙氧基硅烷嫁接到石英片表面。同时在分子的另一端引入了聚乙二醇,用来提高单层膜的水溶性。当用365nm的紫外光照射单层膜时,硝基苯光扳机发生光响应释放出保护的氨基,并使膜表面显正电性；然后用Hg灯照射单层膜时,对羟基苯甲酰光扳机发生光响应释放出保护的羧基,并使光照区域的膜表面显负电性,这样就可以达到表面两种电荷修饰的效果。结合光刻蚀技术,就可以在自组装单层膜表面选择性地固定带有不同电性的物质。