分子识别是生理、病理活动的分子基础,噬菌体展示技术是研究分子识别的有力工具之一,在基础研究、靶向呈递、分子诊断和体内/体外成像等领域发挥重要作用。近年来,微流控凭借其反应体系小、传质效率高、流体操纵精准、易于集成和自动化的优势在生物、化学、医学及其交叉领域应用广泛。已有一些基于微流控平台创新的噬菌体展示新方法的出现,然而,目前的噬菌体展示仍旧面临多轮筛选、耗时长、劳动密集、成功率低、效率低的问题。此外,由于表征工作量庞大,筛选后的单克隆表征数目仍远远小于筛选所得数目,表征通量有限进一步制约了新型配体的发现。基于以上问题,本文从传统噬菌体展示方法入手,并提出了多种微流控平台以发展更严格、更高效、自动化的多肽配体筛选新方法。分别开展了以下四个工作:（1）基于传统噬菌体展示技术筛选磷脂酰肌醇蛋白聚糖Glypican-1亲和多肽磷脂酰肌醇蛋白聚糖1（Glypican-1,GPC1）是一种胰腺癌细胞外囊泡标志物,其表达量与胰腺癌肿瘤大小、术后存活率有密切关联。筛选GPC1亲和多肽对胰腺癌早期诊断发展和功能评估具有重大意义。本章节通过传统噬菌体展示技术经三轮筛选获得了一条亲和力高、特异性好、选择性好的GPC1亲和多肽WJX6,并将其用于基于多肽的肿瘤细胞特异性识别。高特异性的GPC1识别多肽将有助于胰腺癌早期诊断新方法的发展及其疾病发展分子学的研究。（2）基于微流控增频碰撞的多肽配体筛选新方法及其应用基于目前噬菌体展示技术中的多轮筛选、成功率低的问题,本课题从提高筛选压力的角度,利用确定性侧向位移微流控系统,构建了基于增频碰撞的高富集度噬菌体展示新方法。通过确定性侧向位移（DLD）增强传统筛选流程中洗涤过程的筛选压力,其余过程与传统筛选一致。经验证,DLD具有更强的非特异吸附去除率,约为传统方式的最大非特异去除率的十倍,且具有更高的单轮噬菌体富集率。此外,与传统方法的第三轮文库相比,DLD法仅需两轮就可获得收敛度更高、亲和力更好的次级文库。最终,获得了一条高亲和性、高特异性的EphA2多肽GHH,其解离常数为388 nM,具有优良的细胞选择性和细胞透过性,将为药物递送提供新的高特异性分子工具。经验证,DLD法减少了所需筛选轮数,提高了配体筛选的成功率,也提高了获得高质量配体的可能性。（3）基于数字微流控技术的自动化多肽配体筛选平台及其应用本课题进一步从全自动化角度出发,提出基于数字微流控技术的自动生物淘选平台Auto-Panning,解决了噬菌体筛选的工作量庞大的问题。通过在数字微流控平台上集成磁分离模块和温度控制模块,实现了多轮的“反筛—正筛一洗涤—洗脱—扩增”的自动化淘选。得益于DMF平台的连续液体处理,三轮生物淘选可在16小时内完成,取代了传统方式长达一周的繁重手动操作。通过DMF自动化分子筛选平台,筛选到了一条具有生物学功能的EphA2亲和多肽配体,成功证明了该平台在配体筛选领域的应用潜力。此外,Auto-Panning将试剂消耗减少到传统方式所需的3%。基于软件操控的液体控制比传统微流体中复杂的泵阀控制更加灵活和用户友好。作为一个高度自动化的平台,Auto-Panning将进一步推动分子筛选技术的发展,并加快新配体的发现过程。（4）高通量噬菌体展示单克隆筛选平台的建立及其应用筛选并不是亲和配体开发的结束,筛选后仍需要进行大量的单克隆表征才能确定亲和序列,而单克隆表征仍面临工作量大、通量低的问题。本课题从级联化筛选与表征的角度出发,借助液滴微流控技术构建了噬菌体展示单克隆筛选平台:双展示系统。单克隆噬菌体的分散、扩增、靶标识别和亲和力表征的过程都已整合到一个液滴中,从而可以直接从高复杂性的噬菌体展示文库中鉴定和分离高亲和力克隆,避免了传统生物筛选中繁琐的富集和亲和力鉴定步骤。本章节仅仅通过24小时的工作就筛选了转铁蛋白受体（Transferrin receptor,TfR,CD71）和磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1（Glypican-1,GPC1）的亲和多肽配体,充分验证了双展示系统的可行性及其高效性。基于其单克隆操纵策略,它可以进一步应用于其他展示平台,为配体、药物、疫苗、治疗试剂的筛选和发现提供新的动力。