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基于微流芯片技术的微型“芯片上的实验室”(Lab-on-Chip,LOC)在生物、化学、制药和临床检测等领域展现出了巨大的应用前景和价值。近年来,基于离散液滴操控的“介质上的电润湿”(Electro-wetting-on-Dielectric, EWOD)数字微流芯片技术,以其样品消耗量少、节约反应试剂、无死角残留污染,且对液体的操控手段丰富、运动灵活多变、易实现自动化便携系统的优势,成为LOC及其应用的研究热点之一。其中,单平面EWOD芯片技术克服了传统三明治EWOD的结构复杂、液滴运动阻力大、进液麻烦和难以集成的缺点,是具有产业化前景的集成生化LOC检测系统的核心器件。论文研究基于EWOD的新型单平面透明微流器件及其与光学检测集成的LOC系统中的应用。设计了三种基于不同原理的单平面透明EWOD数字微流芯片结构；优化了基于耦合接地原理的单极性单平面透明EWOD芯片的驱动性能,降低了液滴驱动电压；结合化学发光检测技术,建立了基于耦合接地原理的单极性单平面透明EWOD芯片与光电探测器集成的生化LOC检测系统；实现了双氧水和葡萄糖在LOC系统中的检测；开展了对LOC系统可靠性的研究,设计了片上集成的加热器,实现了片上可恢复的化学发光检测芯片实验室。论文的主要创新之处在于：1.提出了一种基于耦合接地原理的单极性单平面透明数字微流器件。该器件结构简单,液滴操控性能优异。在24V低驱动电压下液滴运动速度达40mm/s。2.提出了将单极性单平面透明EWOD器件与光电探测器结合的微小型LOC检测系统,并应用于化学发光检测。该系统发挥了单平面器件的聚光优势,实现了葡萄糖的大范围线性检测(1μM-20mM)。3.研究了化学发光检测中的EWOD器件表面疏水失效的机理,通过热退火实验,得到恢复表面疏水的方法。设计制作了片上集成加热器,在5min、900mW退火条件下,器件表面疏水角得到完全恢复。