特异性识别在人体中的各项生命过程中发挥着重要的作用,对于我们探究和理解人体的运作机制具有重要意义。因此,开发具有特异性结合能力的试剂对细菌病毒检测、癌细胞标记、靶向治疗、循环肿瘤细胞抓取等众多领域的发展十分重要。目前商业化的特异性试剂,只有抗体和核酸适配体两类,品种十分有限。本论文中,我们利用铜调节的可逆去活自由基聚合（Cu-RDRP）,以具有活性的生物体或生物分子为模板指导功能单体和第二单体的聚合,开发出新一代特异性试剂。我们首先以细菌为模板获得了模板聚合物,并探究了其在抗细菌感染方面的应用;然后又以细胞为模板,建立了活细胞聚合体系。由于模板细胞的脆弱性,难以利用细菌聚合体系中从模板表面洗脱聚合物的方式分离模板和聚合物,我们采用表面引发的方式固定聚合物,从而将聚合物和模板分离,获得了接枝有特异性模板聚合物的功能表面。虽然我们成功地建立了以细胞细菌为模板的聚合体系,并且获得了特异性良好的模板聚合物和模板聚合物表面,但是其通用性较差且产量较低。因此,我们建立了通用性更好、产率更高的以蛋白质为模板的聚合体系,以弥补前两个体系的不足,进一步丰富和完善生物模板聚合体系。具体研究内容如下:（一）建立了以细菌为模板制备特异性含糖聚合物的方法学。我们以大肠杆菌为活模板,利用其还原性来催化聚合反应,利用糖和细菌表面凝集素的相互作用,实现了含糖单体甲基丙烯酰葡萄糖胺（MAG）和第二单体2-（N-3磺酸丙基-N,N-二甲基铵）乙基甲基丙烯酸酯（MEDSA）在细菌表面的共聚,并利用小分子糖溶液将模板含糖聚合物从模板菌的表面上洗脱;核磁（NMR）、凝胶色谱（GPC）的表征结果验证了共聚物的成功合成,并且核磁结果表明细菌的参与会提高模板含糖聚合物中糖的含量;细菌聚集实验、耗散型石英晶体微天平（QCM-D）测试的实验结果以及修饰聚合物后的金纳米粒子在细菌表面的分布图,均验证了模板含糖聚合物对模板细菌强大的特异性;最后抗感染实验和细胞细菌共培养实验验证了模板含糖聚合物作为细菌抑制剂,在抗感染领域的潜在应用。（二）建立了以细胞为模板制备特异性含糖聚合物表面的方法学。我们选用可以和细胞表面受体蛋白结合的含糖单体丙烯酰葡萄糖胺（AGA）为功能单体,在硅表面分别引发含糖单体AGA和第二单体MEDSA在哺乳动物细胞Hela细胞和L929细胞表面的聚合,由于细胞很脆弱,我们采用固定聚合物,洗脱细胞的方式来将聚合物和模板细胞分离。修饰含糖聚合物后的硅片表面厚度的上升、水接触角的下降以及表面元素含量的改变验证了聚合物的成功制备;细胞黏附实验和黏附细胞的形貌表征验证了模板含糖聚合物表面对于模板细胞的独特选择性亲和能力;之后,我们对造成模板含糖聚合物表面特异性的原因进行了探究,发现特异性和表面形貌无关,从而推测与模板含糖聚合物的链序有关;最后,细胞行为的监测实验展示了模板细胞在特异性模板含糖聚合物表面上的“选择生长”行为,揭示了特异性模板含糖聚合物表面对于模板细胞的定制化生长的能力。（三）建立了以蛋白质为模板制备特异性聚合物的方法学。前两个体系虽然可以获得较好的特异性,但是需要根据目标物的不同调整聚合的方法和条件,并且产量较低。因此,直接以蛋白为模板具有通用性高和聚合简单的优点,是细菌细胞模板聚合体系的重要补充。我们选用牛血清白蛋白（BSA）为模型蛋白质,并将其修饰到铜粒子表面,获得了蛋白质-铜的复合物,利用铜粒子的催化性能使得带正电的功能单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）和第二单体MEDSA的共聚反应在铜粒子即蛋白质表面优先进行,盐溶液洗脱后采用超滤的方法将蛋白质和聚合物分离,获得模板聚合物。模板聚合物的核磁结果不仅证明了聚合物的成功合成,还表明蛋白质模板的参与会提高聚合物中功能单体DMC的比例;QCM-D的实验结果验证了模板聚合物对BSA强大的特异结合能力。总之,本论文利用具有活性的生物模板指导两种单体的聚合,优化聚合物中组分的排列顺序,获得了一系列与生物模板高度匹配的线型聚合物。我们首先建立了以细菌细胞为模板的聚合体系,获得了特异性模板聚合物,并对模板聚合物的特异性进行了验证,对其在特异性相关领域的潜在应用进行了探索。之后,我们又建立了产量更高、通用性更强、更为简单的蛋白质模板聚合体系,成为细菌细胞模板聚合不适用或目标蛋白确定的情况下获得特异性模板聚合物的方法,拓宽了生物模板聚合的应用场景。本论文构建了一个基于生物模板聚合的普适性强、适用范围广的制备特异性聚合物的方法平台,拓展了特异性功能分子的制备路径,为材料和生命领域提供新的物质基础与理论指导。