毛细管电泳芯片分析系统具有高效、快速、通量高和样品消耗量少等优点,已成为临床医学、基因诊断、药物筛选、蛋白质组学等领域的重要研究手段之一。被测样品分离后的组分及含量等信息由检测系统来确定,检测系统的性能决定了整个分析系统的精度、灵敏度、响应速度及适用范围等。与传统的分析仪器相比,毛细管电泳芯片分析系统要求检测系统具有更高的信噪比、更快的响应速度、更小的尺寸及更高的集成度。为此,本文以微型化和集成化为目标,开展多通道毛细管电泳芯片及其检测系统的研究。为减小基于激光诱导荧光检测的毛细管电泳芯片检测系统光学结构的体积,设计并建立了一套基于光纤的扫描式多通道毛细管电泳芯片激光诱导荧光检测系统。整个系统由激光诱导荧光单元、多通道毛细管电泳芯片、机械扫描平台、通道识别单元和荧光信号处理单元构成。系统采用绿光半导体固体激光器作为光源,利用V形结构的两根单模光纤分别传输激发光和荧光信号,取代了传统激光诱导荧光检测系统中复杂、庞大的共聚焦检测光路。雪崩二极管作为荧光信号检测器件,通过曲柄将电机的匀速旋转变换为扫描轴的往复式运动,实现了多通道的扫描检测。系统以不同浓度的罗丹明B溶液为样品进行了电泳分离,其检测限为1.4×10-5mol/L。为进一步减小光源的体积及简化光路系统结构,消除毛细管电泳芯片激光诱导荧光检测系统中激发光源的反射光和杂散光的干扰,提高系统的信噪比,设计并建立了基于偏振隔离结构的垂直层叠式发光二极管诱导荧光检测系统。系统采用绿光发光二极管替代半导体固体激光器,使用两片偏振方向互相垂直的线性玻璃偏振片取代传统激光诱导荧光检测系统中的一系列光学滤光片。整个系统由发光二极管光源、两片线性偏振片、多通道毛细管电泳芯片、针孔、电荷耦合器件、高压电源、数据采集卡及数据处理单元等组成,分别考察了光源的驱动电压、两偏振片之间的相对偏振角度、针孔直径等因素对检测结果的影响。在上述条件最优化的情况下,对罗丹明B样品溶液进行了毛细管电泳分离及重复性实验,系统的检测限降至1.4×10-6mol/L。从检测光源与系统进一步集成的角度出发,设计并制作出以POAPF:Ir(ppy)3为发光层的绿光有机发光二极管器件,对其性能进行了测试分析。利用电荷耦合器件的电子快门特性,实现了积分时间可控的较高灵敏度检测。通过上位机程序设计,实现了采集通道的任意设定,增强了应用的灵活性和可靠性。针对有机发光二极管器件发光亮度较低的问题,通过在器件的玻璃基底表面贴附微透镜阵列薄膜,提高了入射光的强度。使用LightTools光学仿真软件,分析了圆形基底、正交排列的微透镜阵列的占空比、透镜接触角、透镜直径等因素对有机发光二极管器件外量子效率的影响,确定了最佳结构参数。以研制的有机发光二极管器件作为光源,利用偏振片、针孔、微透镜阵列、微小透镜及光电探测器,组建了基于有机发光二极管的集成度较高的多通道毛细管电泳芯片检测系统,实现了对罗丹明B样品溶液的电泳分离检测,检测限为1.2×10-6mol/L。