纸基微流控芯片（microfluidic paper-based analytical devices,μPADs）,是一种新颖的流体处理和分析系统相结合的技术,该技术以纸作为载体,经过多种工艺加工后,形成具有精密细微通道结构的纸质芯片,通过样品在微通道内的流动完成反应变化和产物分析。微流控纸质芯片可将样品前处理、分离和检测过程集成在一起,具有成本低、检测速度快、操作简单、多功能集成和携带方便等优点,已广泛应用于分子生物学、化学分析和检验医学等多个领域中。2019年至今持续蔓延的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）为世界医疗系统与社会稳定带来巨大压力,而肥胖症和2型糖尿病等慢性疾病已表现出广泛化和年轻化的趋势,严重危害人群健康。为了有效限制这些疾病的传播和加剧,应当尽早实现这些疾病的大规模即时诊断和早期指标监测。然而受制于检测成本和操作复杂度等客观因素,这些疾病的诊断与检测给医疗资源匮乏的国家和地区的医疗系统带来了巨大压力。微流控纸芯片因具有低成本、操作简便和不依赖昂贵医疗设备等特点,在医学领域主要用于病原体感染的诊断和疾病相关指标检测。为了建立低成本、操作简化的疾病的诊断检测的方案,我们自主研制出了一种基于微流控纸芯片的微量样品离心检测系统（PFST-μPADs）,实现血液样本离心、生化反应和检测分析过程的整合与简化,并评估了该系统在COVID-19诊断及2型糖尿病模型研究中的应用潜力。本文研究显示,该PFST-μPADs系统不仅能定量检测人血清新型冠状病毒（SARS-CoV-2）特异性抗体,实现COVID-19的准确诊断,也可以通过定量检测2型糖尿病模型小鼠血清细胞因子IL-6水平,为相关疾病的研究提供帮助。本文的主要研究结果如下:第一、利用PFST-μPADs系统中的拉力陀螺和毛细管,可实现微量血清快速分离。每次毛细管离心时间约为5分钟,每支毛细管可分离出8 μL的血清样品,足以用于后续的检测分析过程。第二、PFST-μPADs系统中的纸芯片ELISA的最佳检测条件:抗原包被、样品孵育和检测抗体孵育的最佳时间分别为20分钟、21分钟和18分钟,洗涤缓冲液的最佳pH值为7.5。第三、本文利用PFST-μPADs系统检测了 SARS-CoV-2感染早期、晚期患者以及健康人血清中的SARS-CoV-2病毒RBD抗原特异性抗体IgA、IgM和IgG的浓度。经过计算,三种抗体联合检测的敏感性高达99.9%,特异性为92.8%,表明PFST-μPADs系统可以有效应用于COVID-19的诊断。第四、除新冠诊断外,为了探究PFST-μPADs能否应用于其他疾病的研究,本文利用PFST-μPADs实现了 2型糖尿病模型小鼠的长期微量采血和血清细胞因子IL-6的准确检测。本研究在8周的高脂食物饲养时间内,每周从小鼠尾尖采血10μL,分离到约4μL的血清,在实现血清细胞因子的动态监测的同时保证了小鼠的健康状况。综上所述,本文的研究结果表明,这种自主设计的PFST-μPADs系统能有效完成各种抗体和细胞因子等生物大分子的定量检测,在传染病防控与诊断和疾病指标监测等方面都有广阔的应用前景。