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液滴微流控技术能够以高通量的方式生成尺寸均一的微液滴。微液滴数字PCR(dd PCR)能够实现核酸的绝对定量分析,近年来在临床检验领域开始出现广泛而重要的应用。准确性和客观性是dd PCR用于临床检验的两大需求。目前,用于核酸绝对定量的高精准和自动化的dd PCR系统仍未见报道。本文构建了一套创新的高精准和自动化的dd PCR系统,从微液滴生成过程和检测过了两方面进行了高精准和自动化的定量研究。主要的研究内容包括:(1)微液滴生成过程的高精准和自动化分析。本文设计并搭建了微液滴生成装置,并使用高速相机对微液滴的生成过程进行了实时观察。在此基础上,本文提出了一种创新的微液滴生成过程的自动化监测方法——余弦相似度算法。该算法利用微液滴生成过程的周期性,只需使用高速相机采集的视频就能高精准和自动化地计算微液滴生成频率的均值和变异系数,前者用于精准确定生成微液滴数,后者用于精准确定微液滴生成过程的均一性。本文使用了四种微液滴生成过程对余弦相似度算法进行测试,测试结果证明余弦相似度算法能够高精准和自动化地确定生成微液滴数和微液滴生成过程的均一性。(2)微液滴检测过程的高精准和自动化分析。本文设计并搭建了微液滴检测装置,并使用共焦光路提高检测的灵敏度,从而高精准和自动化地确定检测微液滴数。在此基础上,本文提出了一种创新的dd PCR数据自动化分类方法——密度分水岭算法。该算法以数据密度为指标,使用分水岭算法将网格化的dd PCR数据分割为若干区域。通过区域的挑选与合并,实现基于区域的dd PCR数据分类。使用密度分水岭算法能够在四个量级的动态范围内实现核酸拷贝数的精准绝对定量,该结果证明密度分水岭算法能够高精准和自动化地确定阳性微液滴数。(3)生物相容表面活性剂的合成。本文提出了一种基于二甲基甲酰胺催化反应和二氯甲烷–四氢呋喃复合溶剂萃取纯化的的创新生物相容表面活性剂合成方法。本文合成的表面活性剂能够维持微液滴在dd PCR过程中的稳定性、均一性和扩增有效性,保障dd PCR核酸定量分析的准确性。综合上述各部分研究工作,本文构建了一套创新的高精准和自动化的dd PCR系统,通过对微液滴生成过程、检测过程等的方面定量研究,实现了质粒和临床样本核酸的高精准和自动化的定量分析,有望推动dd PCR在临床检验等领域的应用。