随着分析技术的飞速发展,可视化生物传感装置在家庭医疗、事故发生点和资源贫乏地区显示出了巨大的优势,尤其是在缺乏各种专业实验室设备的检测场所。基于距离的视觉定量检测方法是通过像温度计一样读取信号长度来获得相应的目标浓度。近年来,这种类似温度计距离读数的可视定量生物传感装置引起越来越多研究者的重视。基于距离信号的传感方式不依赖其他检测设备,成本低廉,操作过程不需要专业的操作人员。在此,我们开发了一系列通过调控毛细自驱行为实现可视定量检测的传感装置,将毛细流动行为作为该装置的可定量信号,无需辅助设备。主要内容如下:1、毛细行为是一种非常常见的物理化学现象,与润湿性密切相关,具有广泛的理论和实践意义。我们提出了一种基于调控毛细行为变化的可视定量传感装置。在这个以溶液毛细上升高度为信号的毛细管传感器中,毛细玻璃管的内壁表面被修饰了一层具有智能浸润响应的分子层。在检测不同浓度的靶标时,刺激响应分子涂覆的毛细管内壁表面的润湿性会产生不同的变化。这种浸润性的不同将会改变毛细管内溶液的竖直方向表面张力发生变化,进而产生不同的毛细上升高度。该装置的使用和读取就像温度计一样,我们通过定量检测H+和苯酚验证了该方案的可行性。2、microRNA（miRNA）在各种生命过程中所发挥的复杂的调控功能以及与某些疾病的密切关系,因此miRNA的定量检测也具有非常重要的意义。我们基于毛细管内壁的浸润响应会引发毛细上升行为的变化实现了对miRNA-21的定量可视检测。为了使毛细上升行为产生的可视信号准确性更高,我们通过酶切放大反应使得靶标分子引发的浸润变化更大。最终实现了对10-13M～10-8M范围miRNA-21的可视定量检测,最低检测限度可达2.5 pM,并且通过对miRNA-16,miRNA-24,miRNA-26a的检测证实该方法具有良好的选择性。3、DNA水凝胶因其良好的生物相容性、可加工性和良好的设计性,在分析领域得到了广泛的关注。本章工作中,我们利用水凝胶热降解以及毛细作用在毛细管中制备了水凝胶膜,进而通过靶标引发的凝胶膜渗透率的变化实现了可视化定量检测。水凝胶膜渗透性的不同,导致进入毛细管内溶液的速率发生了改变,我们通过测定目标溶液在毛细管中流经指定长度消耗的时间来量化这种变化。采用这种方法,仅仅使用0.01 L水凝胶就能实现对可卡因的定量可视检测,并获得了较低的检测限（1.17nM）和良好的选择性。4、基于连续FRET的多重检测体系实现了多种靶标的组合检测。连续FRET组装体是由多个DNA荧光探针碱基配对组装而成。加入靶标分子之后,该组装体的荧光光谱表现了极明显的变化。三种目标物的七种组合通过这种三步FRET检测平台成功得到检测。依据Medintz的理论研究,这种检测平台的设计应该可以拓展到六步,这将为同时检测六种目标物的63种组合提供理论依据。