对于长期空间飞行和深空探索任务而言,进行辐射生物标志物在轨实时监测,以评估空间辐射损伤及其风险具有重要意义。这些生物标志物可以通过对CD4+细胞进行免疫荧光标记来检测,以评估细胞辐射损伤的程度,但常规检测方法耗时、费力,需要专业人员和多种仪器设备。这类研究目前聚焦于采用微流控技术,但已有方法仍需攻克诸多关键技术问题,如微重力条件下的流体操控、多步混合反应效率与多指标检测、装置集成度等。本课题在前期工作的基础上,研究了可用于微重力环境下的微流控芯片液体储存与自动化控制方法,以及基于免疫磁珠的多样品并行处理与多步高效混合技术,设计并初步构建了便携式微流控检测装置原理样机。主要研究工作及相关结果如下:1)针对多指标检测微流控芯片流体控制问题,研究了多通道/多液池芯片与阵列式下压杆液池隔离方法,以及单排液池芯片与自动化流体控制方法,通过流体模拟及实验验证,证明了单排液池芯片用于流体自动控制及多指标分析的可行性;2)首次提出了基于双层错位磁板往复移动及磁珠固定-溶液更换的磁珠并行多步三维混合微流控技术,并通过磁场仿真优化和实验验证,考察了三维磁场结构参数和磁珠三维混合条件,所用磁铁为圆柱型（直径为6 mm,长度为10 mm）,磁铁在上、下平板上呈垂直方向错位的“S”型排布,其垂直方向与水平方向间距分别为6 mm和3.48 mm;当免疫磁珠/CD4+细胞数量比例为100:1,三维混合时间为15 min时,细胞捕获效率可达88.3%,且重复性较好;3)结合单排液池芯片结构和磁珠并行多步三维混合技术,设计并构建了便携式生物标志物检测微流控装置原理样机,并初步验证了其基本功能和用于细胞多样品并行处理的可行性。本工作提出的基于单排液池芯片的磁珠并行多步三维混合技术,可实现试剂预存与自动化流体控制,以及基于免疫磁珠的细胞多样品并行处理与多步高效混合反应,并可用于构建便携式生物标志物检测微流控装置。该装置无需专业人员操作,适用于微重力环境,有望用于自动化细胞损伤标志物高效处理及多指标快速检测,将为辐射生物标志物实时现场检测及空间在轨应用提供可行的技术方案。