微流控学是在微米级结构中操纵皮升至纳升级别流体的技术与科学,是近二十年以来迅速崛起的新兴交叉学科。由于尺度效应的存在,流体在微管道内部具有许多完全不同于宏观体系的特征,催生了微流控芯片在纳米材料合成以及生物检测方面的应用。本论文共分三章。第一章对微流控芯片的发展和特点、微反应器的研究现状以及微流控平台在单细胞检测和操纵中的应用进行了简述。第二章提出了一种微芯片中合成碳酸钙纳米材料的新方法。通过在微管道中形成稳定的气-液界面,我们可以持续有效的制备碳酸钙空心纳米微球,而这种材料已经被之前的文献证实是良好的药物载体。实验表明,制备的碳酸钙微球粒径均一,且具有良好的单分散性,进一步的生物实验也证实了其应用的潜力。第三章提出了一种新型的微流控单细胞陷捕装置,具有制作快速,操作简单的特点。此外,由于集成了Ag/AgCl电极,这种装置可以用来进行细胞电操纵和电刺激。实验表明,利用共聚焦显微镜,可对细胞钙离子浓度在微芯片上进行实时的检测和刺激。这种设计在单细胞检测和控制方面具有一定的应用前景和潜力。