在后基因组时代,蛋白质组学成为了生命科学的中心任务之一,而蛋白质分离则是蛋白质组学的基础。但传统的蛋白质分离技术不能满足当前高效高通量的蛋白质分离需求,因此需要发展一种新型的蛋白质分离技术。微流控技术具有集成化、微型化及自动化特点,若能将微流控技术应用于蛋白质分离,则有望实现蛋白质的高效高通量分离。目前过渡金属亲和色谱已广泛应用于多种蛋白质的分离,而将其与微流控技术相结合的研究也逐渐引起了广泛的关注。本文以构筑微纳结构的过渡金属化合物为主要研究对象,以调控其微观形貌为主要手段,将其与微流控技术相结合,深入研究微观形貌对于其蛋白质分离性能的影响,对其在高丰度蛋白分离及低丰度肽段富集等多个方面的应用进行了研究。利用微流体湿化学法在微通道内表面上构筑得到NiO阵列,通过调控反应液浓度构筑得到三种形貌的NiO阵列,并设计构建微流控器件。研究了p H和离子强度对器件的蛋白质吸附性能的影响,发现基于片状NiO阵列的微流控器件对牛血清蛋白(BSA)和牛血红蛋白(BHb)表现出最佳的吸附性能,当停留时间为120 s时,可分别对两种蛋白(0.5 mg mL-1)进行完全吸附;该微流控器件可在特定的pH和NaCl浓度下对混合蛋白质样品中的BHb进行选择性分离,并成功应用于人体血样中人血红蛋白(hhb)的分离。通过流体化学法在封闭微空间内部构筑得到了超长菱形zn(oh)f纳米棒阵列,其阵列长度达到了60μm,并构建得到微流控器件。研究了ph和离子强度对器件的蛋白质吸附性能的影响,发现器件可在一定的离子强度下表现出最佳吸附性能,其分别可在停留时间为14min和80s时完成对溶菌酶(lyz)和bhb(0.5mgml-1)的吸附,吸附量分别达到了3700和63094gm-3,与片状nio阵列相比提升了近10倍。该器件对lyz和bhb皆体现出了选择性吸附特性,并成功应用于蛋清中lyz以及人体血样中hhb的分离。在zn(oh)f阵列的基础上,研究了反应物中zn与f的混合摩尔比及氟源的不同对zno/zn(oh)f阵列的微观形貌的影响,构筑得到了纳米纤维状及三维网络结构状zno/zn(oh)f,并构建得到微流控器件。研究了微纳结构形貌对器件的光催化性能和蛋白质吸附性能的影响,发现基于纳米纤维状zno/zn(oh)f的微流控器件具有突出的光催化性能,其可在停留时间为50s时,将亚甲基蓝溶液(5ppm)完全降解,并对bhb(0.5mgml-1)进行全吸附。研究并验证了光催化特性应用于分离材料自身快速再生的可行性,当置于紫外光下照射50min时,器件即可恢复其蛋白质吸附性能。相较于pbs过夜浸泡的方法,光催化处理显著提升了器件的循环使用性能。当循环使用10次时,基于zno/zn(oh)f阵列的微流控器件仍可在停留时间为60s时吸附90%以上的bhb(0.5mgml-1),体现出了优异的循环使用性能。通过在原有三维ZnO/Zn(OH)F网络结构的基础上,进行Ni(OH)2的功能化修饰,通过调节反应液浓度及反应时间,成功构筑得到了三维Ni(OH)2网络结构,并构建得到微流控器件。该微流控器件表现出了突出的蛋白质吸附分离性能,可在25 s内对BHb(0.5 mg mL-1)进行完全吸附,其吸附容量达到了114450 g m-3,较ZnO/Zn(OH)F提升了30%。在循环使用10次时,该器件仍可在停留时间为25 s时,对90%的BHb(0.5 mg mL-1)进行全吸附,并可对100倍稀释的人体血样中HHb进行选择性分离。采用蒸发诱导自组装法和溶胶-凝胶法在玻片上制备得到了Ti O2-ZrO2反蛋白石结构薄膜,该薄膜具有比表面积大的特点,且其所含的TiO2与ZrO2成分在薄膜中均一分布。后设计构建了基于此薄膜的微流控器件,由于其结合了单多磷酸化肽富集材料的富集特性,研究表明其可在停留时间为30 s内完成对磷酸化肽的全富集。并且发现微流控器件的磷酸化肽富集特性取决于反蛋白石结构薄膜的微观结构,相较于其他两种薄膜,Ti O2-ZrO2-270表现出了较好的富集性能。