微量液体精确加样是生化分析、免疫分析、毒品检测、法医学鉴定等领域精准分析的基础。近年来,随着分析仪器向高灵敏度、微型化及智能化方向发展,微量液体加样单元正从传统的多部件组成的液流回路系统朝着一体化方向发展。针对我国分析仪器的巨大市场需求,以及微量液体加样系统的发展趋势,本文在理论分析研究和攻克各项关键技术的基础上研制了集成式微量液体精确加样模块。本文首先深入分析影响加样精度的主要因素,并在此基础上建立吸液过程的动力学方程,根据动力学模型进行Simulink仿真来量化各参数对加样系统精度与速度的影响,然后运用Fluent软件对液滴从吸液尖头脱离过程进行数值仿真,获得不同液体特性与流速对液滴脱落的影响。基于吸液过程和液体分配过程的分析,获得各个因素对加样精度以及总体执行时间的影响以提高加样过程的精度及效率,并根据液位差引起的吸液误差确定补偿策略。其次对加样过程中的液位探测技术进行了研究,依据压力式和电容式液位探测原理构建电容式液位传感器和压力式液位测量系统,探究制定了液位探测流程,并进行了试验研究,验证了两种液位探测技术的可行性,以及传感器的灵敏度,可实现不同导电率液面的实时探测;基于压力式液位探测技术,提出了加样过程实时全监控方案,通过建立标准加样过程压力曲线模型对加样过程中关键指标进行异常特征捕捉,并以易挥发性液体(乙醇)为对象,开发出了一套加样过程实时全监控程序,实现了加样过程的无滴漏。在此基础上,进行集成式微量液体加样模块的研制。根据吸液过程和液滴滴落过程的分析结果提出了加样模块的整体设计方案,并完成了驱动结构、密封结构、两种液位探测传感器、控制系统的开发,根据提出的控制方案和后续使用的接口要求设计了软件系统,并完成了系统集成。最后,以柔性样本预处理平台为对象开展试验研究。实验结果表明,研制的集成式微量液体精确加样模块可以对10μL~1000L体积范围内的液体加样,其中10μL、100μL、1000μL的加样平均值分别为9.90μL、100.05μL、1000.88μL,加样重复性分别为0.1%、0.29%、1.8%,可以实现对加样过程中的异常情况捕捉以及加样过程的防滴漏。