免疫凝集技术是一项广泛应用于医药、农业、食品等众多领域的生化检测技术。基于微流控芯片的免疫凝集定量检测技术具有耗材量小、检出限低及自动化程度高等优点,是生化检测领域的一项国际前沿技术。然而该项技术主要存在以下关键问题：1、在微尺度条件下如何摆脱层流系统的束缚,实现致敏乳胶试剂和抗体(抗原)间的充分混合；2、如何选定检测参量、减小检测干扰和误差,实现微尺度条件下的高精度定量检测,这两大关键问题也是国内外研究热点。根据上述关键问题,文章对国内外关于微混合器和光电检测技术的相关研究进行归纳、总结的基础上,依据免疫凝集的特点,提出了一种电控混合微流控芯片免疫凝集定量检测方法,并针对实现该方法的关键技术作出了深入的讨论。论文的主要工作体现在：1、阐述了所提出的电控混合微流控芯片免疫凝集定量检测方法的基础理论,证明了所提出方法的理论可行性。2、分析了动态壁面电势驱动下的微流体运动状态,证明了通过驱动电极产生动态电势来促进流体混合的可行性,并建立了能够促进微混合所需要的物理模型、相应的控制方程和边界条件。筛选了壁面电极可施加的混沌反控制算法,并确立了完成混合混沌反控制的评价体系。3、根据微尺度条件下光电检测对粒度以及环境参数的敏感度较高的特征,在微尺度条件下对高精度光散射检测所需要的检测模型、工艺参数和误差补偿方法等进行了研究。4、为了验证所述电控混合微流控芯片免疫凝集定量检测方法的检测效果,设计了专用的电控混合微流控芯片以及混沌电场控制器。创建了从进样到混合再到光电检测的完整的实验平台。对于整机实验中混合过程与光电检测过程进行耦合使用所需参数,进行了设置并优化处理。同时将常规尺度下免疫凝集比浊法与论文所设计的电控混合微流控芯片免疫凝集定量检测法进行了对比实验研究。论文的创新点归纳成如下几点：1、对于电动混合方法,论文提出了混合混沌反控制概念,用混沌电场施加到微流控芯片的微电极来驱动控制流体进行混沌混合,并针对不同混沌算法对流体的控制进行了区别比较。2、针对混沌电场系统与混沌流体系统的特性,分别引入混沌尺度定量评价方法,针对流体系统的特殊性引入粒子追踪模拟仿真来实现其混沌尺度的评价问题,并在此基础上验证了混沌电场系统与混沌流场系统的广义同步关系。通过研究混沌尺度与混合效率之间的关系,得到大尺度混沌电场系统能够有效提升混合效率的结论。3、针对传统方法难以有效测量免疫凝集微颗粒的粒度参数的难点,提出一种基于显微图像处理技术的有效测量免疫凝集颗粒粒度的方法,并将该方法有效地用于凝集颗粒粒度大小与散射模型关系的研究中。论文对于各散射检测模型的适用范围进行了讨论,并对微尺度条件下免疫凝集检测的最佳致敏乳胶颗粒粒度的进行了优化选择。针对微尺度条件下光散射检测的特殊性,探讨了粒度接近检测光波长的凝集颗粒所产生的散射模型渡越特性,并在此基础上筛选出最佳检测角度。4、分析了微尺度条件下短光程且恒定时,待测物随浓度变化所引起的检测误差变化,并建立了误差补偿模型,实验结果表明该误差补偿模型能够有效提高浓度的检测范围。5、设计出电控混合类型的微流控芯片,以及与之配套使用的混沌电场控制器；首次创建出基于电控混合式的微流控芯片测试系统,并建立了免疫凝集条件下的混合尺度验证模式。而目前国内外电控混合研究仅局限于仿真研究。采用优化后的各项工艺参数,在所设计的电控混合微流控芯片免疫凝集定量检测实验平台上进行了定量检测实验并与常规尺度下的定量检测结果进行了比较。结果表明,所提出的电控混合免疫凝集定量检测方法实现了从进样到检测的全自动化过程,对于类风湿因子的检测精度也接近于常规尺度,而检出限则比常规尺度降低了60%～85%,且耗材量约为常规尺度的千分之一。该项研究为微流控芯片电控式微混合器开发,也为微尺度条件下一体化高精度光电检测设备的研发以及基于微流控芯片的免疫凝集检测微型自动化整机系统的设计与开发,提供了理论基础和实验指导。