微流控技术通过对微通道内流体的操控,在芯片系统中完成包括采样、稀释、进样、反应、分离、分析检测等各种基本操作单元,并以分析快速、微型易携、高集成化和试剂消耗量少等优点,逐渐成为分析化学的一个重要分支。随着纳米技术的迅猛发展,纳流控技术逐渐引起人们的关注,并因其特殊的尺寸效应和电荷效应,被成功应用于化学、生物、物理、临床医学等各个领域。纳流控和微流控的集成,构筑微纳流控芯片系统,该系统兼备微流控系统的固有优势,又凸显纳米通道的特殊性质,可进一步拓展芯片系统的功能性,更好的用来进行生物和化学分析,其应用范围包括生物分子富集与筛选、分子开关、整流器件的制作、单分子行为研究、限域空间中生物分子反应动力学研究等。本论文围绕微／纳流控芯片的制备方法及其在生物分析上的应用,开展了以下两方面的工作1.微纳流控系统中蛋白质快速富集、荧光标记及纯化荧光分析是一种可以达到单分子水平的检测技术。然而大部分生物分子没有荧光,在用荧光方法进行检测时,常需要对目标物进行荧光标记。传统的荧光标记方法所需试剂消耗大,反应时间长,且需要额外的分离步骤。为解决上述问题,我们将单纳米通道集成到微流控芯片上,构筑微纳流控芯片,可以将蛋白质富集、荧光标记以及纯化等过程集中在一块芯片上。实验以异硫氰酸荧光素(FITC)标记牛血清白蛋白(BSA)为模型体系,研究了微纳流控芯片上蛋白质动力学及其纯化过程。和传统的宏观体系反应相比,荧光标记反应速度大大加快,标记效率明显提高。本章提出的微纳流控系统适用于痕量蛋白质、核酸以及其它生物分子的高效快速荧光标记。2.微纳流控系统中低浓度DNA检测特定序列的DNA检测在遗传和疾病研究中有着重要作用。研究者发展各种传感器来检测DNA,其中,分子信标吸引了众多研究者的关注。分子信标灵敏度高、特异性强,且无需分离即可实现对核酸的实时检测。传统的分子信标检测DNA方法试剂消耗量大,分析时间长。为了解决上述问题。我们将单纳米通道集成在微流控芯片上,构建微纳流控系统,利用微纳流控芯片首先对金纳米粒子固定的DNA进行富集,然后利用微纳流控芯片的高富集能力和分子信标本身的高灵敏性实现超低浓度DNA的检测。