作为一种新兴的液滴操控技术,基于介电润湿的数字微流控技术凭借其实验试剂用量小、操作反应迅速、可多液滴自动化并行处理等优势,被广泛应用于生物医学和分析化学。但总体来说,由于其较为苛刻的实验条件和昂贵的实验成本,数字微流控技术主要存在于实验室研究阶段。为了提高数字微流控实验的可靠性和普适性,本课题设计和搭建数字微流控系统,制备两种不同电极材料的低成本数字微流控芯片,分析液滴运动过程的受力情况,并对制备的芯片性能进行测试和优化研究,最后进行NO2—浓度检测应用。本课题的主要研究内容如下:首先,设计和搭建数字微流控系统,数字微流控系统由三部分组成:电源装置、电路控制装置以及数字微流控芯片。电源装置选择函数信号发生器和高压放大器,电路控制装置使用单片机、继电器,继电器与数字微流控芯片上的电极连接。通过单片机来控制电源装置传递到继电器的电信号的通断,进而定向的控制与继电器连接的数字微流控芯片上液滴的运动。其次,制备两种不同电极材料的低成本数字微流控芯片。以聚对苯二甲酸乙二脂（PET）为基底,通过激光刻蚀技术制作氧化铟锡（ITO）电极的数字微流控芯片;通过丝网印刷技术,以聚酯薄膜和无纺布为基底制作碳油墨电极的数字微流控芯片。两种芯片实现液滴的定向移动、合并,并就移动的液滴进行受力分析。对制备的两种芯片进行性能测试,测量接触角随外接电压变化的关系;探究液滴体积和电极开闭时间对驱动液滴的阈值电压影响;检测两种芯片的溢出电流密度。此外,对影响液滴驱动的阈值电压的因素:电极形状、电极间距和交流电的波形及频率进行研究,对芯片电极的排列方式进行优化,实现液滴的“转向”运动。最后,基于Griess显色反应,通过数字微流控系统对NO2—进行浓度检测应用。系统控制亚硝酸钠溶液、磺胺溶液以及N-1-萘基乙二胺溶液先后进行移动、融合,使其发生显色反应,NO2—浓度越大,生成物颜色越深,将生成物颜色进行灰度值转换,绘制灰度值-浓度标准曲线,可用于河水、食物中亚硝酸根离子浓度检测。