微流控技术（Microfluidics）是由多门学科交叉的先进研究领域之一。该技术通过将医学、生物和化学等领域中所包括的取样、混合、反应、样品分离、检测等基本实验操作集成至厘米级的芯片上,从某种程度上取代了传统的生化检测实验室的功能。所以,微流控传感系统在生物检测、药物筛选、污染物监测等领域都具有巨大的应用前景。近年来,食品安全事故频发,临床反应严重,食品安全问题已经成为现代社会关注的热点。目前常规的食品检测仪器既昂贵又耗时,还依赖专业的技术人员操作,而且很多食品致病因素必须在早期阶段采用有效且有效的方法对其进行识别、检测和监视,所以常规仪器无法满足检测的快速、灵敏、真实性要求,远远无法实现自动化检测过程。而且对于微流控芯片,如何实现片上颗粒分选、单个捕获以及流体混合、检测功能是目前需要解决的主要问题。针对以上问题,本文设计了一种基于微流控芯片技术的微纳传感系统,研究系统中的自动混合、分离和检测等生化反应过程对食品安全快速检测具有重大意义。本文主要做了以下几点工作:首先,针对自动化混合、运输和分选的问题,建立了磁珠在微流通道内的动力学模型,提出了微纳传感系统中的闭环控制方法。磁珠在快速检测系统的小型化中起着重要作用,在微流通道中,以磁珠为作为自动化过程的传输载体,探究了微流通道中磁珠传输的基本规律。然后设计了一种特殊结构的电磁线圈,并求解出了磁场的解析模型。分析磁珠在微流通道的受力情况,建立了微流通道中磁场作用下的磁珠的运动学模型。设计了针对磁珠位置控制的自抗扰控制器,研究了磁珠在微流通道中的传输能力。然后,针对自动化检测的集成化问题,提出了微纳传感系统检测方案。基于三电极体系的电话学微纳传感器具有时间短、灵敏度高、定量准确且不易受外界环境干扰等优点,可实现快速、低成本、在线检测。本文将微电极集成到微流控芯片中,构建微纳阻抗传感器,然后根据方案构建传感系统检测模块,并对设计的传感器建立了评价指标。然后基于已设计的传感检测方案,确定微流控芯片的通道构成与尺寸,再通过微加工工艺在玻璃基板上制作微电极,最后将芯片通过等离子键合设备封装成型。最后,对芯片的密闭性进行验证。最后,搭建了实验平台进行了实验探究,针对本文提出的微纳传感系统,进行了若干实验:1)在微流控芯片混合区控制磁珠来验证微流控系统中的混合能力;2)使用磁珠作为被控对象来验证微流控系统中的运输能力;3)在多分岔通道处控制磁珠的流向性磁珠验证微流控系统中的分选能力;4)测量不同粒径的磁珠通过微电极的阻抗信号并进行结果分析来验证集成传感器的检测性能。最后,通过实验结果验证了所设计的微纳传感系统的可行性。