为了满足微全分析系统对样品分离的集成度要求,研究一种新型的微量血清分离技术已成为一个急待解决的问题。论文在查阅大量国内外相关资料的基础上提出采用微过滤法和离心分离的基本方案,并结合血清分离的特殊性,对微血清分离器进行了理论分析、器件制作及实验研究。在研究微过滤理论的基础上,利用MEMS技术设计制作了一种条栅状的硅微结构的过滤器,并对其进行了实验研究。结果表明,该过滤器能有效去除悬液中直径14μm以上的微粒,但对具有较强变形能力的红细胞过滤不彻底。对毛细管离心分离进行了原理研究和实验分析。在此基础上设计并制作了两种不同封装形式的离心式血清微分离芯片——全PDMS血清微分离芯片和硅-PDMS混合式血清微分离芯片,实现了微升量级血清的分离。文中分别介绍了两种芯片的制作工艺,并对其性能进行了实验分析。分析讨论了材料表面性质、微通道管径和离心运行参数对血清分离结果的影响。分析讨论了硅模表面粗糙度和PDMS固化温度对芯片键合强度的影响。为了解决血清分离后的取样问题,在离心式分离芯片的基础上,将微阀和气泵进行了集成设计。利用改变表面张力可控制流体在微通道的流动的原理,设计了实现血液自动进样的毛细微泵;通过改变微通道几何尺寸的实验,设计了可使流体在通道狭窄处止流的毛细微阀。阀的操作模式表明,此类被动阀适合于在低压、一次性使用的场合。