微粒/细胞的过滤和捕获是单细胞分析和生物医学研究的基础,基于微流控芯片的操纵方法具有试剂消耗量低、样品处理速度快、集成度高体积小和成本低廉的优势而受到广泛的关注。目前主要依靠光、磁、声、电这种外力场或通道的几何形状与流体的相互作用来实现细胞的捕获。但这些方法分别存在需要提供外力场的复杂设备和细胞捕获不稳定易逃脱的问题。本文采用飞秒激光加工技术将pH响应水凝胶微结构集成到微流控芯片中,在无需外接设备的情况下实现了稳定的微粒/细胞捕获。本文使用空间光调制器将飞秒激光调制成了贝塞尔光,将光斑从一个点变成了一个直径可调的圆环。研究了不同拓扑荷数和锥轴半径对调制生成的贝塞尔光光场分布的影响,并利用了不同参数的贝塞尔光加工了微结构测试了实际加工效果。本文使用了一种pH响应水凝胶材料,由它加工而成的微结构能够在pH>9的环境中膨胀,在pH<9时收缩。我们研究发现,通过控制激光加工参数能够精确控制水凝胶微结构的聚合程度,从而控制微结构的变形范围。此外,通过定量分析发现全息加工的水凝胶微结构相比于直写加工的微结构具有更大的变形能力和更高的加工质量。最后将这种能够精确控制形变的pH响应水凝胶微结构阵列集成到微流控芯片中制成了一种可调谐微流控芯片,使其能够通过调节通道内流体的pH值实现微结构阵列间距的精确控制。微结构阵列的间距和变形能力均可根据使用者的需求,在加工时通过改变加工位置和加工参数实现精确控制。利用这种可调谐微流控芯片我们在无需外接设备的情况下实现了多粒子的过滤分离、单粒子/多粒子的完全捕获和多细胞的完全捕获。