芯片实验室是可以对微量样品进行自动操作与检测的微小系统,近年来芯片实验室发展迅速,在生物、化学、医疗等领域具有重要的应用价值。基于介质上电润湿原理的数字微流控技术可以快速、灵活地操纵皮升到微升级别的生物化学样品。同时,数字微流控的加工工艺与IC以及MEMS工艺兼容,可以和众多传感等模块大规模集成,满足未来芯片实验室对于多通道检测与临床检测的需求,因此数字微流控受到了广泛的关注。本文紧扣这一研究热点,利用基于MEMS艺的薄膜体声波谐振器既可以作为传感器又可以作为驱动器的特点,提出了数字微流控与薄膜体声波谐振器的集成方案。设计并制造了开放式与封闭式的集成芯片,并搭建了实现控制与检测的系统平台;通过目标蛋白的检测以及细胞的培养等实验分别验证了两种集成芯片的有效性与实用性。本论文的研究内容和成果可以归纳为以下几个方面:1.本论文通过大量的文献调研以及实验验证,提出了利用二氧化硅作为共同介质层的方案,从而既解决了开放式集成芯片传感表面图形化遇到的加工难题,又使封闭式数字微流控可以顺利驱动细胞培养液;通过匹配设计与版图设计,成功制造了开放式与封闭式数字微流控与薄膜体声波谐振器集成芯片。2.在开放式集成芯片中,利用数字微流控驱动不同的样品液滴,实现微传感器阵列的多通道修饰,并对不同目标蛋白进行了检测;通过吸附动力学的理论分析,提出了检测上层抗体的方案,使集成芯片可以成功检测复杂溶液中的低浓度目标分子,大大提高了系统对于目标分子的选择性;酶联免疫吸附实验进一步验证了集成芯片的简易性与可靠性。3.在封闭式集成芯片上,成功实现了对Hela细胞的自动培养,并验证了SMR作为驱动器的性能,为今后的细胞药物释放研究做了充分准备。