MEMS微针在生物和医疗等领域有着广泛的应用。微针可以通过刺穿人体皮肤角质层在体表采集生理电信号或用于透皮给药，也可以用来从身体内部采集血液或体液进行生化检测。根据加工时微针相对于硅片取向的不同，微针可以分为垂直式微针和平面式微针。垂直式微针的中心轴或空腔垂直于基底表面，一般用于生物透皮给药和体表生理电信号检测等领域;而平面式微针的中心轴或空腔平行于基底表面，一般用于身体深部组织的检测与治疗和神经信号探测等。　　本文介绍了微针技术的发展历程和最新研究进展，同时利用MEMS工艺制备了针对生物和医疗领域应用的垂直式微针和平面式微针，并对各式微针的制备工艺做了研究。针对生理电信号检测，制备了高舒适度且抗运动干扰的柔性干电极与抗皮肤电势干扰的硬质干电极;针对透皮给药，制备了透皮给药微针;针对血糖检测，制备了用于血液取样的中空硅微针;针对神经信号探测，制备了基于蓝宝石衬底的单片集成的光探针。主要研究成果与创新点如下:　　1、制备出了高舒适度且抗运动干扰的柔性干电极。柔性的PDMS衬底可以紧密的贴合在人体皮肤表面，硬质微针阵列可以很容易的刺穿人体皮肤高阻抗的角质层，大大降低了电极与皮肤之间的界面阻抗;同时，利用PEDOT/PSS这种高性能的界面材料，进一步降低了界面阻抗。即使人体在运动状态，所制备的柔性干电极依然可以记录到比较稳定的生理电信号。　　2、制备出了抗皮肤电势干扰的硬质干电极。皮肤及皮下组织存在的皮肤电势会干扰电极对正常生理电信号的采集。所制备的抗皮肤电势干扰干电极的微针只在针尖处导电，根部被绝缘的Parylene层包裹覆盖。当使用这种带有微针的干电极在皮肤表面记录生理信号时，微针阵列可以直接穿透阻抗较高的表皮角质层使得导电的针尖部位直接与阻抗较低的生发层接触，而电极的其他部位均与皮肤绝缘，因此避免了由皮肤电势导致的运动伪迹的产生，使得在大幅度运动情况下记录生理电信号成为可能。　　3、研发了适合批量制备透皮给药微针的方法。本文通过MEMS工艺设计并批量制备了一种透皮给药微针，它可以克服传统涂抹给药方式效率不高以及注射和化学及物理促渗等给药方式让用户感觉不适的缺点。所制备微针可以穿透人体皮肤的角质层，但不触及富含活细胞和神经的真皮层，达到了刺透角质层的效果，又避免了用户产生疼痛感以及发生感染的风险，同时也使皮肤对于药物的吸收效果提高十倍甚至百倍以上。　　4、制备了用于血液取样的中空微针。通过采用MEMS工艺，本文成功制备了针尖角度为15度，针体长度、宽度和厚度分别为2毫米、100微米和100微米的中空硅微针，可以确保微针顺利穿过皮肤刺入血管。　　5、制备了基于蓝宝石衬底的单片集成的光探针。本文将微米尺寸的LED与电极记录点集成到同一个微针表面。其中，LED用于光刺激，电极记录点用于在光刺激的同时同步记录神经元发放的信号。通过MEMS工艺，不同类型的LED与电极记录点被同时设计在微针表面，为研究脑部光敏神经反应提供了精确的测量工具。