数字液滴微流控(Digital microfluidics,DMF),简称数字芯片,是与微流控通道液滴技术相平行的微流控液滴技术。数字液滴技术是通过向已被采用蒸镀、溅射或刻蚀方法制作于芯片基板上的电极施加电压,从而改变芯片介质层与其上液滴的固液表面张力原理,通过控制实现单个或多个离散液滴在芯片平面上运动为基础,完成液滴的产生、分裂及运输等操作的一种芯片技术。智能数字式微流控系统是将微控制器、计算机及其他反馈与控制硬件和控制编程软件与数字液滴微流控芯片集成,实现了液滴的智能化、拟人化的操作控制,可自主的完成液滴产生、分裂、运输、融合及定位等操作。可作为一种新型的现场即时检测技术平台,并最终在快速检测领域作出独特贡献。本论文着眼于低成本数字芯片的设计制作,研究数字微流控芯片低成本、高性能的加工工艺,并对新配方数字芯片驱动力学机理进行解析。最后,尝试以数字微流控系统平台为基础进行电化学检测技术集成并在重金属离子检测应用方面进行初步探索,主要工作内容包括:1.以实验室匀胶涂层工艺为核心,得到了一种低成本、高性能的新型双层复合型数字微流控芯片绝缘层制备方法,即以CEP/p-d PMMA为芯片双层绝缘材料,所制作芯片具有30V～350V的广阔操作电压区间和超过5000次同电极连续操作的超长使用寿命,且不需要昂贵的制作设备,成本仅为以往的百分之一。2.对所制备双绝缘层数字微流控芯片液滴驱动力进行了模型分析,解释了其卓越性能是由于芯片上DEP力在总机械力中所占比例极小,而EWOD力在液滴的驱动中起到更大的作用,为该芯片驱动机理研究提供了有力依据。3.以等离子体化学气相沉积方法制作数字微流控芯片Si02绝缘层,确定绝缘层厚度为800nm,并采用磁控溅射方法以惰性金属Pt为靶材制作了数字微流控芯片电化学检测微电极,且对电极进行了氧化石墨烯修饰后使用该电极采用扫描线性溶出伏安法对Pb2+离子溶液进行了检测,在-0.421V下成功检出浓度0.02mmol/LPb2+,为数字微流控电化学重金属快速检测设备研究打下基础。