自二十世纪末微电子机械技术产生后,它在这几十年内得到了日新月异的发展。微流控系统(μTAS)作为微加工技术的分支,在过去的二十多年内也得到了科学研究人员的重视。微流控系统是利用微加工工艺,通过微型化和集成化的方式,将传统的分析测试手段集成到一个数厘米甚至数毫米大小的芯片里,将分析实验的便携化、快速化,平民化。设计和制造微流控芯片的过程涉及物理、生物、化学、微电子、机械甚至临床医学等多个学科的交叉。因微流控芯片在生物学及医学上的广泛应用,把生物兼容性材料应用于生物微流芯片,便可以把这些微流设备的功能进一步多样化和功能化。而海藻酸钠作为天然的高分子聚合物,已由于良好的生物相容性被广泛地应用在食品和制药行业,其在微流控芯片上的应用也十分广泛。超微量液滴及颗粒的制备也是目前微流控芯片样品制备中的研究热点之一。对包裹有生物活性材料的单个液滴进行操控,相当于独立地执行运输、混合以及分析等功能的“微反应器”。包埋有药物或者细胞的颗粒可以直接在微流芯片上合成,进而应用于生物、医学等各个领域。本文以微流控芯片为实验平台,利用微流控液滴技术及模板法制备了多种成分和性质的液滴及颗粒,并针对其特性进行了分析本论文的主要工作有：1.根据实验目的和内容,我们制备并采用了不同结构和功能的微流控芯片。其中包括用PDMS (Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)和玻璃载片键合的PDMS单层芯片,PDMS与玻璃载片键合的上层为PDMS下层为玻璃沟道的芯片,以及由两层PDMS和玻璃载片键合的双层PDMS芯片,并把微电极和气泵气阀等结构与芯片进行了整合。2.本文中不仅用简化的PDMS-玻璃双层沟道直接实现了细胞的固定,还把流聚焦制备海藻酸钙微胶囊和微胶囊在微流控芯片中的固定结合起来,分别用电场和沟道中的支架实现了细胞的间接固定。这种方法比直接固定方法的芯片制造过程更为简单,且海藻酸凝胶能起到保护细胞的作用,更容易观察。3.本文中采用了啤酒酵母和双歧杆菌作为标志性微生物,在微流控芯片中固定了包有标志微生物的盘形凝胶颗粒,并利用注射泵不断更新培养基,及用白炽灯泡进行保温而使环境达到适宜微生物生长的条件。最后我们在显微镜下观察到了微生物的繁殖过程,并用CCD进行了数代生长的拍摄,在实验中证实了微流控芯片中利用微胶囊进行细胞固定培养的可行性及优势。4.我们制备了结合气泵的双层PDMS芯片,并用Labview程序进行控制,在微流控芯片中形成了微泵阀结构。在用传统T沟道产生液滴的基础上,我们进一步研究了气压和驱动时间对液滴大小的影响,从而实现了在微芯片上对液滴体积进行控制。我们还通过微阀对液滴进行操控,通过对油速和驱动时间的调整而达到液滴主动融合的目的。随后用汞离子和荧光探针液滴的混合实验证实了其在混合上的可行性以及在环境检测应用上的潜力。5.本文分别用流聚焦法和模板法实现了盘状凝胶颗粒和方形凝胶颗粒的制备,而针对其制备方法的特点在不同方面进行了应用。6.我们利用了化学合成方法在模板法制备的海藻酸钙凝胶颗粒上进行了纳米金的原位合成。采用传统的氧化剂氯金酸的同时,用L-抗坏血酸作为还原剂,整个过程中不引入有毒物质和复杂的催化条件,实现了绿色简单的合成。利用溶液在海藻酸钙凝胶蛋形结构里的扩散时间的控制,使形成的凝胶颗粒具有各向异性,仅有上表面带有纳米金颗粒。随后我们用SEM和XPS对这一特点进行了表征。