mPEG-TK-PEI的硫酮键和PEI链段为其表面修饰提供了独特平台。通过化学修饰，可实现生物传感器的灵敏度提升和多功能化。

表面修饰技术：

1. 金纳米颗粒修饰：TK键断裂后暴露的巯基与金表面形成Au-S键，构建SERS活性基底。例如，修饰后的金纳米颗粒对葡萄糖的检测限低至0.05 mM，且具有良好的重现性和稳定性。

2. 荧光标记：通过PEI链段的正电性吸附荧光染料（如Cy5.5），实现活体成像。在肿瘤模型中，荧光信号强度较游离染料提升3倍，且信号持续时间更长。此外，还可通过调整荧光染料的种类和浓度来优化成像效果。

3. 多肽偶联：连接RGD肽，靶向肿瘤新生血管。实验表明，靶向效率较非靶向组提高4倍，且对肿瘤细胞的杀伤效率也显著提高。此外，还可通过偶联其他靶向配体（如抗体、适配体）来实现对不同疾病的靶向治疗。

生物传感器应用：

· 葡萄糖传感器：基于TK键断裂响应，实现实时动态监测。在糖尿病小鼠模型中，检测误差＜3%，且能够实时反映血糖水平的变化。该传感器具有良好的灵敏度和特异性，能够为糖尿病的诊断和治疗提供有力支持。

· 肿瘤标志物检测：偶联抗体，通过TK键断裂控制信号放大。检测限低至0.5 pg/mL，显著优于传统ELISA方法。该传感器能够实现对肿瘤标志物的超灵敏检测，为肿瘤的早期诊断和治疗提供有力工具。

技术挑战：
需平衡修饰密度与材料稳定性。通过优化反应条件（如pH、温度、反应时间）可实现修饰效率与稳定性的最佳平衡。此外，还需考虑修饰后的材料在体内的代谢和排泄行为，以确保其安全性和有效性。