向列型液晶是一种对外界刺激响应灵敏的软材料,特别是液晶微滴,由于其比表面积大、响应迅速、灵敏度高,在生物传感领域具有良好的应用前景。采用双亲性分子修饰液晶液滴可制备光学探针,待测物在液滴表面与修饰物的相互作用会引起液滴中液晶分子取向改变。借助液晶的双折射特性,很容易在偏光显微镜下观察到此变化,从而将分子间的相互作用放大为宏观可见的光学信号,实现对生化分子的传感检测。然而,液晶液滴尺寸分散性及流动性大等问题阻碍了其传感检测性能的进一步提升。微流控技术由于液体微环境可控、功能灵活多样,将其与液晶液滴结合可为液晶液滴的可控制备提供一种有力工具,丰富液晶液滴生物传感器的制备方法。基于此,本文设计构建了微流控液滴制备及操作平台,进行了液晶液滴传感单元及阵列的构建及检测分析研究,主要工作包括:针对现有研究中液晶液滴制备尺寸不均一等问题,设计了十字型聚焦流微流控结构并开展了二维仿真分析,系统研究了流体流速、两相间界面张力及连续相粘度对液滴生成尺寸、相邻液滴间距及生成频率的影响。结果表明,随着分散相流速的增加,液滴尺寸相应增加,相邻液滴间距减小,生成频率增高;界面张力增大可以促进液滴尺寸和液滴间距的增加,降低生成频率;而连续相粘度的增加则会降低液滴尺寸和液滴间距,提高生成频率。基于仿真研究结果,设计并制作了聚焦流微流控芯片结构,系统研究了单分散液晶液滴光学探针的制备方法及传感响应特性。制备研究中,以向列型液晶为分散相,十二烷基硫酸钠/聚乙烯醇混合液为连续相,通过控制聚焦流微结构中两相流速来产生不同流动模式,从而调节液晶液滴产生效果。测试分析了两相流速、连续相粘度、孔口宽度等参数对液晶液滴尺寸的影响,通过理论分析及仿真结果的对比研究,探讨了不同制备效果的内在机制。以不同尺寸的液晶液滴为传感探针,检测分析了肝肠疾病的潜在标志物脱氧胆酸。结果表明,当液晶液滴尺寸从38μm增加到77μm时,脱氧胆酸的检出限从383.0±23.6μM降低到140.0±14.1μM的水平,表明液晶液滴尺寸对传感器检出限有重要影响。针对液晶液滴生物传感器中液晶液滴运动不可控、无法实时检测等问题,提出并实现了一种液晶液滴微纤维（一维阵列）生物传感器的微流控构建方法,研究了这一新型传感器对表面活性剂及牛血清蛋白（BSA）的传感响应特性。制备过程中,以E7向列型液晶为分散相,海藻酸钠溶液为连续相,氯化钙溶液为凝胶剂,通过调控聚焦流结构中两相流速来调节液晶液滴生成过程,实现了液晶液滴微纤维的稳定构建。测试分析了不同链长及不同电荷表面活性剂使微纤维中液晶液滴从“双极型”转变为“径向型”的临界浓度,利用十四烷基硫酸钠修饰的微纤维中的液晶液滴作为传感探针,检测并分析了BSA实验样本。结果表明,当BSA浓度从10μg/m L增加到40μg/m L时,液晶液滴微纤维的响应时间从约60 s降低到约30 s,液晶液滴微纤维的响应时间随牛血清蛋白浓度的增加而迅速减小。