微流控芯片技術(shù)以其高通量、低消耗、快速分析等特點在生化分析、醫(yī)療診斷領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。降低微流控芯片的加工和使用成本，簡化儀器設(shè)備的需求，將其更好地應(yīng)用于現(xiàn)場檢測是本論文力求解決的關(guān)鍵問題。

本論文以微通道內(nèi)的表面張力作用為核心，提出了五種分析新方法，對微通道內(nèi)的各種操作與驅(qū)動技術(shù)進行了有益的探索。提出了一種在微通道內(nèi)測定液體表面張力的新方法，僅使用15微升的樣品在一分鐘內(nèi)即可測定多組平行數(shù)據(jù)，同時能夠進行變溫條件下的表面張力測定。對七種有機溶劑的測定結(jié)果表明此方法具有較高的準確度(0.4-6.4%)和精密度(RSD2%，n=9)。設(shè)計了一種新型的進樣口，利用表面張力的作用在微通道內(nèi)生成體積可控(74-576

nL)的均一液滴(RSD0.56%，n=70)，避免了載液的使用和流速對液滴狀態(tài)的影響。同時實現(xiàn)了微通道內(nèi)液滴的融合和液滴內(nèi)試劑的高速混合，利用兩種控制液滴運動的手段，在1秒內(nèi)實現(xiàn)試劑的完全混合。

利用表面張力控制聚苯乙烯微珠的自組裝，將其用做模板通過軟光刻法加工陣列式芯片用于單細胞的研究。加工模板時間少于十分鐘，具有結(jié)構(gòu)尺度可調(diào)的優(yōu)點，適合固定各種尺寸的細胞用于單細胞研究。建立了一種使用光刻法在微通道內(nèi)加工凝膠微結(jié)構(gòu)固定生物分子和細胞的方法。使用表面張力進樣技術(shù)進行了微通道內(nèi)的生化分析，對DNA分子的檢測限達到1

pM。利用熒光顯微鏡精確控制激發(fā)光，實現(xiàn)了微通道內(nèi)單細胞的選擇性捕獲與研究，操作簡便且固定細胞速度較快(5 s)。

發(fā)展了紙基微流控芯片技術(shù)，將其成功的應(yīng)用在質(zhì)譜的常態(tài)離子化檢測中，能夠?qū)﹄暮偷鞍踪|(zhì)等各種分子進行直接檢測，檢測限達到ppb級。利用紙基微流控芯片對復(fù)雜樣品的前處理能力，實現(xiàn)了對血液和尿樣中藥物和毒品的定性與定量分析，具有樣品消耗少(1μL)，檢測速度快(1

min)，準確度高等優(yōu)點。同時還實現(xiàn)了樣品的預(yù)分離和在線衍生化的應(yīng)用。