便携式颗粒检测与计数技术在多个领域,如船舶压载水中有害微生物现场快速检测,具有广泛的应用前景。微流控芯片是当前实现便携式分析最先进的手段,研究基于微流控芯片的阻抗脉冲检测技术可以在实现颗粒检测与计数的同时满足现场检测对便携式快速检测的需求。本文针对传统微流控阻抗脉冲颗粒检测方法存在的样品堵塞和检测粒径范围受限等不足,开展了旁通型微流控阻抗脉冲颗粒检测方法的研究。主要研究内容有:(1)设计了旁通型微流控芯片阻抗脉冲检测系统,建立了旁通型阻抗脉冲检测系统的等效电路图,推导获得了检测信号幅值与系统各部分电阻阻值间的关联公式,并根据公式进行了数值模拟分析。研究结果表明:电路总电压值、主通道比等效电阻值、检测通道比等效电阻值、外接电阻比阻值和颗粒引起的比电阻变化量都会影响到旁通型阻抗脉冲检测得到的脉冲信号幅值。理论分析的结果为芯片结构的设计和优化提供了依据。(2)在理论研究的基础上,搭建了用于微米级颗粒检测的旁通型阻抗脉冲检测实验系统,研究了外接电阻阻值、主通道并联、电场强度和颗粒粒径对检测信号幅值的影响。实验结果表明:外接电阻与芯片通道分压相等时脉冲信号幅值会出现最大值,通过并联主通道可以显著增大脉冲信号幅值,且检测信号幅值会随着电场强度和颗粒粒径的增大而增大,相关实验结果与理论分析结论相一致。此外,使用粒径为3μm和5μm的样品颗粒分析了旁通型阻抗脉冲芯片的粒径区分检测性能。(3)在微米级颗粒检测的基础上,数值分析了压力驱动和聚焦下微通道内的流阻和压降规律,并在优化芯片结构基础上,设计和加工了用于纳米级颗粒检测的旁通型微流控阻抗脉冲检测芯片,对比了微/纳米检测芯片的检测性能,实现了粒径为500μm的纳米颗粒与大肠杆菌的检测,并结合信号波形的差异实现了小球藻和叉鞭金藻的区分检测。本文的研究为克服传统阻抗脉冲检测方法中样品阻塞和检测粒径受限的两大问题提供了新的思路,为发展便携式船舶压载水有害生物检测技术提供了一种手段,也对拓宽阻抗脉冲检测方法的应用范围有一定的参考意义。