光诱导介电泳技术作为一种重要的使能技术，内在集成介电泳和光镊单一微操纵技术的优势，兼顾光镊的单粒子精确操纵以及介电泳技术的粒子群体高效操纵，其以光调制的图案电极取代了传统MEMS工艺制造的金属微电极，柔性化可实时重构电极在单粒子精确操纵和多粒子并行操纵上的处理能力，使得其在生物粒子微操纵领域上具有广阔的运用前景。本论文在回顾几种单一效应生物粒子微操纵技术及分析光诱导介电泳技术研究现状和存在问题的基础上，研究了光诱导介电泳微操纵的理论基础和建模仿真，针对异面型和共面性光诱导介电泳芯片这两种典型结构进行了设计与优化分析，并在自主搭建的光诱导介电泳微操纵平台上实现了生物粒子的定性和定量实验分析。通过研究分析取得如下研究成果:　　(1)搭建了光诱导介电泳微操纵平台，研究了基于DMD的光模式虚拟电极成像模型，系统测试了不同光电极结构下光强分布，并验证了系统成像模型的有效性。分析了光模式虚拟电极成像模型中一维矩形、圆形和圆环三种光电极下光强分布函数，并在建立的微操纵平台上测试了上述三种光电极在不同尺寸条件下透射光（红光和绿光）的光强分布，通过间接测量确定了光电导层吸收光谱的光强随结构尺寸变化呈近似高斯分布或超高斯分布，此为光诱导介电泳数值仿真模拟提供了必要的理论支撑。　　(2)建立了异面型光诱导芯片等效电路模型和有限元分析模型，分析并优化了异面型光诱导芯片几何和电学参数，以及不同结构光电极的尺寸参数。基于两元分析法，分析了不同频域下芯片几何和电学参数对接触面处亮暗区电势差的影响，量化了氢化非晶硅暗电导率和绝缘层电导率。在分析有效极矩法和MST法有效性和适用性以及粒子尺寸效应的基础上，建立了径向和纵向光诱导介电泳力随矩形半宽和圆环内外径变化关系，理论上确立了光电极优化尺寸参数;分析了圆形光模式电极下光致电旋转场周期内快慢旋转的具体分布，建立了扭矩随圆半径变化关系，首次分析了电场频率对扭矩的影响并理论上确立了光致电旋转最佳操纵频率。　　(3)将复合光电导材料P3HT:PCBM运用于共面型光诱导芯片，实现了共面型光诱导芯片低成本快速制备。利用无掩模光刻技术制备ITO平面电极，旋转涂膜法制备光电导层薄膜，并分析了复合光电导材料的溶解温度，配比浓度以及旋涂速度对薄膜质量的影响。　　(4)建立了共面型光诱导芯片有限元分析模型，分析并优化了共面型光诱导芯片不同光电极的尺寸参数。以平面内电场平方梯度为评价指标，分析了城垛型光电极的高度、宽度和间距，三角形光电极底边宽和高以及圆形光电极圆半径和中心位置等参数对芯片空间介电场分布影响，确立了光电极结构优化尺寸参数。　　(5)完成了异面型和共面型芯片不同光电极结构下微操纵实验，首次获得了异面型芯片光致电旋转场中，周期内单个酵母菌细胞的转速快慢分布规律，并从实验上验证了光致电旋转最佳操纵频率。微操纵实验验证了异面型芯片光电极结构尺寸、电场频率和幅值等参数对位移、输运速度和旋转速度等的影响，并初步验证了共面型芯片中光电极对物理电极的延展作用。