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微流控芯片是微流控技术和微全分析系统的核心和关键,在生命科学、医学、化学化工、环境检测、信息科学与信号检测等学科中有重要应用。混合过程是各项分析测试技术中极为重要的过程,由于流体在微通道中雷诺数很小并处于层流状态,流体混合局限于分子扩散,从而大大提高了混合强度。如果能使被混合的液体在微通道内形成微液柱,微液柱内的传质作用会进一步加强混合。微液柱可包埋药物实现人体内靶向给药,还可用于合成人工抗原或人工细胞,有极高的研究价值。微液柱是合成人工微球的核心物质之一,而目前利用微流控芯片制备微液柱是最快捷有效的方法之一。本课题的主要研究内容在于设计一种用于试剂混合及微液柱制备的微流控芯片,该微流控芯片微通道由T型微通道和Y型微通道组合而成,其中T型微通道用于制备微液柱,Y型微通道和T型微通道组合用于两种试剂混合。主要工作如下：1、通过CFD法分析了T型微通道结构尺寸对微液柱形成的影响,并根据结果对T型微通道结构尺寸进行了优化。(1)各因素对T型微通道内形成微液柱所需时间影响程度从大到小排列为：垂直通道与主通道深度比(D2/D1)、T型微通道交叉角(∠β)、主通道深宽比(D1/W1)、垂直通道与主通道宽度比(W2/W1)；各因素对T型微通道内形成微液柱长度影响程度从大到小排列为＜β、D2/D1、D1/W1、W2/W1;(2)微液柱形成所需时间最短的最佳尺寸参数为＜β=60°，W2/W1=1.60,D2/D1=1.00,D1/W1=1.00;(3)形成微液柱时间最短的最佳尺寸参数为∠β=90°,W2/W1=1.60,D2/D1=1.00,D1/W1=1.00.2、通过CFD法分析了Y型微通道结构尺寸对试剂混合强度的影响,并根据结果对Y型微通道结构尺寸进行了优化。(1)当Y型微通道分叉角(∠γ)为60°时,Y型微通道主通道部分体积缩小比(W4/W3)为3.0时,混合效果最好：(2)通道底部微结构各尺寸对Y型微通道出口处混合强度影响程度从大到小排列为：微结构的排列方式、形状、行间距(d2)、高度(h)、底面几何直径(d1)、列间距(d3)；(3)Y型微通道底部微结构的最优化参数为以任意形式排列的圆锥形微结构,每个圆锥形微结构的高度h为10μm,底面几何直径d1为20μm,相邻微结构的行间距d2和列间距以分别为250μm和40μm。3、采用不同方法制备了微流控芯片,并对各方法制得的微流控芯片尺寸精确度进行了测量和对比。本文的研究成果为利用微流控芯片制备微液柱和进行试剂混合提供了一定参考,也为微流控芯片的设计、制备和选用提供了一定理论依据。