单细胞分析对于药物筛选、干细胞研究、癌症诊断及治疗等具有重要意义。细胞分离作为单细胞分析的前置条件，对单细胞分析具有重要影响，因此单细胞分离装置的研制具有重要意义。
　　随着相关研究愈发深入，传统的单细胞分离技术及装置已难以满足现代细胞分析的需求，而基于微流控技术的单细胞分离装置其分离效率受细胞样品浓度及细胞溶液流速影响较大。针对上述问题本文研制一种单细胞自动分离装置，具体研究工作如下:装置结构设计。为把单细胞从溶液中快速分离并布放到指定微腔容器中，将装置分为进液、检测、分离及布放四个模块，结合各模块的配套夹具设计了装置整体结构。以流道结构设计为切入点展开详细分析，根据微流体力学原理，结合常用流道惯性聚焦仿真结果，设计了蛇形进液流道并给出流道尺寸，减少了多细胞粘连;为了提高单细胞检测及分离效率，设计了双“Y”形流道及细胞流向操控方法，提高了单细胞分离准确率;针对现有单细胞布放流道难以快速形成喷射液滴的问题，设计了“T”形布放流道及细胞流向操控方法，提高了单细胞液滴布放速度。
　　装置测控系统设计。首先根据装置性能需求选择Jetson TX2嵌入式系统处理图像，通过测试光源对相机成像效果的影响设计了图像采集系统，给出了检测算法。其次以Jetson TX2嵌入式系统和STM32控制器为核心，设计了装置测控系统，满足多器件实时性控制需求。再次通过理论分析及仿真，评估器件自身特性对控制精度的影响，对其中不可忽略的空气传动存在的迟滞性问题给出解决方案。最后优化整体控制流程中可并行部分，进一步提高装置运行效率。
　　装置测试。首先搭建装置实物，准备测试所需试剂。然后通过试验获取流道内实际流量与理论流量的对应关系，以此测试不同流量及不同溶液浓度对本装置运行效率的影响。最后使用聚苯乙烯微球模拟细胞，测试本装置将单个微球从微球溶液中分离并布放到96孔板单个微腔中的效率。结果显示:微球分离速度为1个/秒，准确率为92％。
　　本文所设计装置可以将细胞溶液中单个细胞分离到指定微腔中，有助于后续单细胞分析，具有较高应用价值。