表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)生物传感技术是一个涉及光学工程、机械工程、电子工程和生物化学等多学科交叉的技术。由于它具有实时、快速、无需标记及灵敏度高等特点,获得了人们极大关注,被广泛应用于农业生物、食品安全、环境监测、生物医学和药物筛选等领域。然而,目前国际上研制的光学SPR生物分析仪主要是基于实验室使用的大型专业化仪器,使用的环境条件十分苛刻,且价格昂贵,无法得到普遍应用,而国内至今还没有专门针对现场使用的高性价比的光学SPR生物分析仪推出,因此,研究开发一种便携、性价比高的光学SPR生物分析仪器就具有较大理论意义和现实价值。光学SPR生物分析仪中生物样品微通道系统是关键核心技术之一,其微通道的尺寸设计、制造工艺、加工精度和样品的流动方式直接决定仪器的整体性能。微通道系统由光学SPR生物传感器、流通池和温度等控制系统组成,光学SPR生物传感器与微流通池紧密配合构成微通道,控制系统对流过微通道的样品进行控制,满足了不同样品的分析需要,实现了串联式、并联式和串并联相结合的微通道连接方式,然而目前国外研制的光学SPR生物分析仪微通道系统都是基于大型实验室仪器而研制的,采用了薄膜微流压力阀,结构复杂,加工成本高,无法在便携的光学SPR生物分析仪上应用,所以,要实现仪器的便携化,降低成本,就要对当前微通道系统进行研究,设计适合于便携式光学SPR生物分析仪的微通道系统及仪器,从而使便携式光学SPR生物分析仪得以推广应用。本论文围绕高性价比的光学SPR生物分析仪微通道系统设计,系统地研究了流速、体积、温度对生物样品分析结果的影响;提出了一种适合便携式光学SPR生物分析仪的光学SPR响应信号处理算法,并采用MATLAB工程软件对其进行了数值模拟计算,同时对比了一阶距法和改进的光学SPR共振位点寻找方法的分析精度;设计了并联式和串并联结合的两种微通道系统;设计了集光学SPR生物传感器、流通池、微通道控制系统和夹具为一体的具有温控的生物传感装置;设计了仪器的光学避光装置和硬件系统,完成了一种基于该微通道系统的便携式光学SPR生物分析仪开发,仪器采用多微处理器系统,使用时无需与PC计算机连接,直接采用触摸液晶显示屏显示实测曲线;论文还分别对乙醇、盐酸克伦特罗和乙肝进行了光学SPR生物分析实验,实验结果表明,仪器的短期背景噪声小于5RU(Response Unit),温控系统的控制精度为±0.01°C,生物样品浓度分析范围为10-10-10-3M。