本设计基于液滴微流控技术的基本原理,将微流控芯片与微液滴恒化培养技术、光学检测技术集成起来,在生物毒理相关实验中实现微生物的培养和实时检测,具有集成化、自动化、高通量、高灵敏度等特点。课题以高通量光谱检测技术在生物学上的应用为背景,设计完成了微液滴生物毒理芯片及其测控系统,满足了实际应用中的需求。本文首先阐述了微流控芯片技术以及液滴微流控技术的国内外研究现状与发展趋势。介绍了微流控芯片的材料及制作工艺,基于生物毒理实验设计了用于微液滴培养与检测的微流控芯片。介绍了微液滴检测原理,提出了测控系统总体解决方案。根据总体方案完成了吸光度与激光诱导荧光检测两种检测模块的光路设计、电路设计以及软件设计;完成了温度控制和液滴操作等模块的电路设计与软件设计。最后通过各模块的调试、系统测试以及应用实验验证了系统的性能。系统电路设计包括:1.光源恒光功率驱动电路设计·;2.吸光度检测模块电路设计,其中包括信号放大电路、AD转换电路以及MCU电路等;3.激光诱导荧光检测模块电路设计,其中包括高速信号放大电路,脉冲甄别电路以及脉冲计数电路。4.恒温控制、液滴操作等模块的电路设计。系统软件的设计包括:1.基于Modbus-RTU的通信协议的设计;2.吸光度模块软件设计;3.激光诱导荧光检测模块软件设计;4.基于Windows系统的上位机应用软件的设计。对系统各模块进行软硬件调试确保各模块工作正常,进行系统测试和应用实验以验证系统达到设计要求可以稳定工作。系统测试与应用实验结果表明:在孔雀石绿溶液实验中RSD沒).69%,0～1OD范围内线性度R0.997,在1-4 OD范围内线性度R2=0.996。Cy5荧光检测实验中R2=0.998,单光子暗计数均值在15以下,系统满足设计要求。