近年来,随着液滴微流控系统的迅速发展,对液滴进行各种功能化操作的技术逐渐成熟。微流控液滴系统已经成为一种在微观尺度上进行化学和生物学研究的重要平台,并成功应用到蛋白质结晶、化学合成、分子与细胞生物学及分析化学等研究领域中。然而,当前针对液滴系统的检测技术发展相对薄弱。缺乏高信息量的检测技术,已成为制约当前液滴微流控系统发展主要因素之一。第一章综述了液滴微流控领域的起源以及发展现状。全面系统地介绍了液滴的生成、液滴试样注入、液滴内试样混合、液滴分裂、液滴的捕获和储存、液滴的筛选等微流控液滴操控技术。综述了基于上述技术的液滴系统在化学和生物学领域的应用,并分别介绍了基于光学、电化学、毛细管电泳和质谱方法的液滴检测分析技术。在第二章的工作中,开发了一种集成的玻璃芯片与电喷雾质谱的接口。采用低温合金灌注的方法,实现玻璃芯片上电喷雾接口内的电接触,解决了玻璃芯片上电极难以加工的问题。为了提高芯片上电喷雾的性能和提高系统的集成度,对取样探针的加工方法进行改进,加工出最小尺寸为15×50μm的芯片一体化电喷雾喷头。该接口具有加工方便,成本低、分析灵敏度高,性能稳定和使用寿命长等优点。分别以利血平、多肽和蛋白质为分析对象,考察了系统的分析性能。第三章在第二章工作的基础上,将芯片电喷雾质谱系统用于液滴内化学组分的测定。开发了一种“亲水舌”液滴取样结构,实现可靠可控的将水相液滴从油相中转移到质谱载流中,并可有效防止由于油相进入质谱载流,造成的喷雾不稳定问题。以多肽为样品考察了系统的分析性能,测定灵敏度小于1μM,7次液滴进样的分析重现性为5.2%。以多肽的烷基化反应为模型,考察了系统用于化学反应在线监测方面的可行性和应用潜力。在第四章的工作中,首次提出了一种实现液-液色谱分离的新方法—液滴阵列液液色谱。利用在芯片微通道两侧加工凹槽阵列,捕陷液滴形成色谱固定相,实现对样品的保留和分离。实验中,系统优化了液滴捕陷凹槽的结构,考察了流动相流速、分离距离、进样量对色谱分离效率的影响。成功地将液滴阵列液-液色谱分离系统应用于荧蒽和苯并荧蒽样品的分离。该色谱系统具有结构简单、柱压低、柱容量大等特点,可用于在微流控芯片上进行样品的色谱制备。