微流控芯片技术具有微型化、集成化、分析速度快、样品消耗少、易于实现高通量的特点,已广泛应用于化学、生物、医学等诸多领域。其具有通道尺寸小、液体流速低、流体雷诺数小的特点,因此通道中的溶液常处于层流状态。有鉴于微流控芯片的以上特点,本研究通过对芯片的合理设计及优化,开展了以下三方面的研究:(1)设计并制备了一种具有阶梯稀释功能的震荡型芯片,并将其应用于有机磷农药对其靶标酶相互作用的测定。基于该芯片实现了对系列梯度浓度有机磷农药溶液与相同浓度乙酰胆碱酯酶溶液的快速混合,并实现了对12种不同有机磷农药半抑制浓度(IC50值)的测定。实验消耗的样品量少,制备的芯片可重复使用,实现了有机磷农药IC50值的高通量测定。(2)基于微流控芯片技术实现了两相间微液滴的包裹,并实现了基于芯片平台的PCR测定。结果表明,基于微流控芯片的液滴PCR技术可成功用于对DNA片段的扩增检测。实验中芯片制作简单、便宜,所需的试剂极少,不需要集成复杂的加热控温装置即可实现PCR扩增反应的精确控温。(3)通过对微柱阵列型PDMS芯片的优化,实现对其活性表面积大小的控制,并将其应用于不同浓度啶虫丙醚的萃取分析。再将芯片集成在液相色谱-质谱联用仪上,可在线萃取检测目标物啶虫丙醚,提高目标物的萃取效率。本研究成功地将优化设计的三种芯片分别应用于测定有机磷农药对其靶标酶活性的半抑制浓度(IC50值)、扩增DNA片段及在线萃取啶虫丙醚,实现了样品的高通量测定分析。此类方法样品消耗极少、操作简单、耗时短(约1h)、耗力少、可实现在线检测。相关研究结果对于实现对极微少量样品的控制操作及减少日常大量实验室手工操作具有一定的实际意义。