单个微纳颗粒的探测是对尺寸在纳米至微米量级之间单个颗粒的特征探究。单个微纳颗粒的探测常用于医学、环境、材料等领域中,在诸多领域的微观研究中发挥着重要的作用。然而传统的单个微纳颗粒探测方法存在一定的局限性,限制了单个微纳颗粒探测的广泛应用,因此研究用于单个微纳颗粒探测的技术方法十分有必要。本课题开展了基于微流控芯片的激光自混合干涉探测系统的研究。提出了一种基于微流控芯片的聚焦微纳颗粒样品液的方法,并实现了微流控芯片与激光自混合干涉探测系统的集成,分别对具有不同粒径尺寸的微纳颗粒进行探测及分析,探索了单个微纳颗粒的激光自混合干涉反馈信号特征。本课题设计出了基于微流控芯片的激光自混合干涉探测系统,实现对单个微纳颗粒探测,通过采集、分析反馈信号特征对微米尺寸的聚苯乙烯颗粒进行逐个检测和计数,这为各个领域实现单个微纳颗粒的探测提供了新思路,对单个微纳颗粒探测方法的便捷化、集成化具有实际意义。课题研究主要内容包括以下部分:(1)根据微纳颗粒的粒径特点完成了微流控芯片的三维模型建立以及有限元分析,微流控芯片采用经典的十字交叉型通道,其结构包括进样口与鞘液入口、废液出口,微流控芯片的通道深度为50μm,宽度为100μm。并进行流体聚焦实验,实验结果表明十字交叉型微流控芯片中的流体聚焦效果良好。(2)基于激光自混合干涉原理探究单个微纳颗粒的探测。采用三镜腔法,阐述了激光自混合干涉探测单个微纳颗粒的基本原理,基于Lang-Kobayashi速率方程,获得激光自混合干涉探测单个微纳颗粒的反馈信号表达式,对不同反馈水平的输出信号进行数值仿真,说明单个微纳颗粒的激光自混合干涉反馈信号输出波形特征类似于正弦波。(3)搭建激光自混合干涉探测反馈信号的信号处理平台。构建以PC-DAQ为硬件基础,以定制的Lab VIEW、MATLAB程序作为软件平台的信号处理模块,设计相应的功能集成电路板,以实现激光自混合干涉反馈信号的采集、储存、显示以及分析。(4)搭建了基于微流控芯片的激光自混合干涉探测系统。针对本课题的研究目的,采用相应的机械器件,设计Z型微流控芯片夹具,将流体聚焦模块、激光自混合干涉探测模块以及外接设备集成于一体,实现单个微纳颗粒探测系统的集成化,完成系统的整体搭建。(5)采用本课题搭建的系统探测单个微纳颗粒,分析单个微纳颗粒的激光自混合反馈信号特征。实验中采用了四种不同粒径大小的聚苯乙烯微球颗粒,进行了单个微纳颗粒的探测,从时域和频域角度分析了四种微纳颗粒的反馈信号特征,探究了反馈信号的波形特征与四种微纳颗粒粒径的关系,实现对微纳颗粒的计数,探测率为92.7%。