集成电路及微电子学的发展使得医学电子设备更加微型化和集成化。近年来基于微流控芯片的细胞分析研究逐渐成熟。微流控芯片集成化程度高,在细胞培养、细胞分选和识别、生化分析和癌症医疗药物研究方面有广泛的应用。现阶段,癌症的常规临床治疗手段仍面临疗效低、副作用明显、靶向性差等问题。纳米材料因其独特的光学、机械性能,以及良好的生物相容性和生物可降解性而显示出广阔的癌症诊断与治疗应用前景。钼酸银纳米线在抗菌和抗癌方面都有一定效果,可进一步探究钼酸银纳米线在癌症治疗中的可行性及细胞毒性机理。然而,目前针对纳米材料应用于癌症诊疗的相关研究多是基于群体细胞的研究,忽略了细胞间的异质性,也无法实时监测细胞响应外界刺激的形貌变化及代谢变化。目前的生物芯片种类较少、针对性较差,无法满足在单细胞水平上进行癌症诊疗的科研与临床应用需求。本论文对钼酸银纳米线细胞毒性的选择特异性进行了探索式研究,设计了集成单细胞捕获功能和温度监测功能的微流控系统,并对微流体系统的四个关键要素静电镊单元、微流控通道、热电偶阵列和Si3N4悬空平台分别进行了制备和表征。为了后期在微流控系统中顺利开展单细胞水平的细胞毒性实验研究,我们先明确钼酸银纳米线细胞毒性差异最大的癌症部位及最佳作用浓度。本论文使用钼酸银纳米线对人体胃部和肝部的癌细胞和正常细胞进行在细胞群落层面的细胞毒性研究。该类钼酸银纳米线对胃黏膜细胞的细胞毒性比胃癌细胞大,对胃黏膜细胞在诱导细胞凋亡方面作用更明显,不适用于胃部的癌症治疗研究;对肝癌细胞的细胞毒性比正常肝细胞大,具备选择特异性,并总结出在肝部区域细胞毒性差异明显的最佳作用浓度区间为2.5-12.5μg/ml,为未来在单细胞水平的研究提供基础参考数据。调研了微流控单细胞捕获技术和细胞代谢检测技术的相关应用,利用微电子学和微纳加工工艺,设计了集单细胞捕获功能和温度监测功能于一体的微流控芯片;搭建恒温系统降低单细胞温度测量的热噪声,设计多路选通器和实时测温控制软件,规划不同功能模块;最后设计了利用所设计的微流控系统在单细胞水平上钼酸银纳米线细胞毒性探究的实验方案,为在单细胞层面上研究钼酸银纳米线的细胞毒性的作用机理奠定基础。完成了所设计的微流控系统关键单元的制备与表征。我们制备了具有双环结构、三环结构、双环结构和介电泳有效结合体等多种形态的Ti-Au金属条静电镊单元模块;设计制备了微流体通道并和静电镊单元键合在一起,以完成单细胞捕获功能;完成了由Cr和Pd两种金属组成薄膜热电偶阵列单元的制备,用Si3N4（400nm）-Si（410μm）-Si3N4（400nm）材料腐蚀制备了氮化硅悬空平台,为细胞代谢检测提供了技术支持并降低了芯片与待测物体接触过程中衬底对热量的消耗,可以有效提高测温精度。通过这部分探究了各个工艺的操作流程及芯片制备中的具体参数,为后续集成多功能的微流体芯片提供可靠的工艺步骤和参数,提高器件制备的成功率。本论文基于在单细胞水平上探究钼酸盐纳米线细胞毒性的研究目的,设计了一款集成单细胞捕获功能和温度监测功能的微流控系统,完成了微流控芯片多个功能区的制备。这不仅为在单细胞水平开展钼酸银纳米线细胞毒性的研究奠定基础,促进了癌症治疗技术的发展,也为单细胞捕获和细胞代谢检测提供了新的技术方案,为单细胞分析提供了一种多功能平台。