进入21世纪后,人们对与自身健康有关的生化指标、食品安全以及环境状况更加关注,发展快速、准确的分析方法和方便、便宜的便携式诊断分析仪器对于疾病的诊断治疗、突发性传染性疾病或是环境污染等涉及公共安全事故的准确定量评估和正确决策具有重大意义。作为实现微型化的重要途径之一,微流控技术由于其独特的优点受到越来越多的重视。由于芯片微通道的表面性质直接关系到微流控技术在各方面的应用,因此迫切需要发展新型的微通道表面性质表征手段；同时研究开发体积更小使用更方便的芯片检测系统也是微流控技术的重要研究内容。鉴于此,本学位论文在前人工作的基础上,着眼于建立快速简单的微通道表面表征手段及小体积低成本的芯片电泳荧光检测器,取得了以下几方面的创新性结果：1.建立了新型的利用流动电势差分测量技术表征微通道表面电荷状态的方法,该方法具有操作简单、实验结果精确度高、测量速度快等优点。2.系统研究了影响流动电势测量结果的各种因素,提出了保证流动电势测量精度的途径。3.建立了基于流动电势差分测量的新型生物传感器,并用于凝血酶的非标记免疫测定。4.以廉价的雪崩二极管作为光电检测器,普通蓝色发光二极管为激发光源,制作了新型小型化低成本芯片电泳荧光检测器。论文共分五章：第一章：在介绍微流控技术的发展和应用的基础上,系统综述了原子力显微镜、衰减全反射-傅里叶变换红外光谱、表面接触角、电渗流法和流动电势法等方法和技术在表面性质表征方面的应用。第二章：用新型的基于流动电势的快速差分测量方法来测定微通道内壁的zeta电势,以此来表征微通道表面性质,并将此方法应用于复杂通道内表面性质的研究。该方法所用的设备简单,测试速度快,5次平行测定可在1mmin内完成,重现性好,对同一毛细管多次测量的相对标准偏差一般在1%以内。第三章：通过在线电导校正、在线压力监控及引入参比通道的措施系统考察了影响流动电势测量精密度的因素。结果证明,在线电导校正可以在一定范围内校正溶液组成变化对流动电势测量结果的影响,在线压力校正可以消除压力波动的影响,并有助于及时发现管路连接问题；引入参比通道可以校正压力、电导以及微通道内壁状态的变化等多种因素导致的流动电势测量偏差,可以使流动电势测量的日间相对标准偏差由15.2%降至1.2%。第四章：利用快速流动电势差分测定法考察了微通道内壁的改性效果,并以此为指导优化了毛细管内壁改性条件,提高了改性层的稳定性。在此基础上首次用流动电势差分测定法考察了凝血酶与其适体的相互作用,在毛细管内壁固定凝血酶适体作为凝血酶传感器,得到流动电势变化与凝血酶浓度的线性方程y=2.514x-1.880,R2=0.9800,测量的线性范围为500nmol/L～10μmol/L,为凝血酶的非标记定量测定奠定了基础。第五章：用雪崩二极管(APD)代替光电倍增管(PMT)作为光电检测器搭建了发光二极管诱导荧光检测器(LED-IF).以毛细管和芯片电泳分离FITC衍生的氨基酸对该检测器性能进行了评价,结果表明其检测下限为0.2nM,线性范围为0.01～10μmol/L,该LED-IF检测器完全适合毛细管电泳和芯片电泳的高灵敏检测。