液相样品离散化是生物、化学分析或者微纳米材料合成、药物颗粒制备中的重要步骤,通过离散化技术将一个样本分成大量等体积的微液滴,一方面可以达到液滴中靶标单分子的富集,降低背景信号的干扰;另一方面,每一个微液滴均可视为独立的反应器,是原反应体系极大的“缩小”,可以大幅减少样本的浪费。工业上比较常见的液相样品离散化方法具有规模化制备微液滴的优势,但是无法精确地调控微液滴,且重复性较差,也难以应用于微量样品的离散化,因此在应用中存在着较大的局限性。近年来,液滴微流控技术因其高度可控,精准操控的优点成为了大规模液相样品离散化的主流平台,但是该平台要么过于依赖流体驱动装置,要么依赖精密的加工技术,要么需要添加表面活性剂维持液滴稳定,在各种应用中仍然存在较多缺陷。针对现有液体离散化技术的缺点,本论文利用油相触发的模板化去润湿现象开发了一种液体自离散化技术,该技术无需精密的流体驱动装置,只需将微腔阵列芯片进行预脱气处理,通过加样、分离操作,即可实现液相样品的快速离散化,并通过数字化生物检测和微粒合成等示范性应用验证了该技术的适用性。主要研究内容如下:1.提出了基于模板化去润湿效应诱导的液体快速离散化技术,并通过仿真软件进行了模拟分析,揭示了其工作机制,同时设计并制造了一款网格化微腔阵列芯片,该芯片可在不到90 s时间内将35μL液相样本自动离散化成4万多个微液滴,且样本利用率高达98%。2.为了验证该技术应用于数字化生物分析的可行性,我们将所设计的芯片分别应用于数字聚合酶链式反应和数字化细菌检测,该芯片可实现靶标核酸分子和细菌的高灵敏检测,证明了该技术在数字化生物分析领域具有极大的应用潜力。3.为了进一步证明该技术的多功能性,我们将芯片成功应用于微颗粒合成,实现了简便、快速合成球形光子晶体和阿魏酸球形晶体,通过粒径分析得到我们合成的微颗粒具有良好的均一性（变异系数＜7%）。