随着科学的进步,人类社会的发展,人们的眼光逐步从宏观世界聚焦到细胞,蛋白质,这种微小结构中来,近年来对于微观世界的探求一直是科学家们炙手可热的话题。微流控技术由于其易操控、体积小、高通量等优势为科学家们研究物质微小结构提供了极其重要的试验平台,在该平台里可以对细胞的各种特性进行观测和研究并可以通过对细胞特性的判断实现目标细胞的分选。目前文献中报道的系统大部分都是各个研究课题组在实验室自行搭建的,其使用功能和性能指标各有侧重,甚至其结构形式也在探索之中。根据目前该领域的发展趋势,本文将最新的研究进展与技术手段结合,构建出了具有结构合理、性能优良、使用方便的模块化应用系统。该微流控综合应用系统能够实现对微液滴进行荧光探测和辨别、并能够实现对目标液滴进行分离,满足了这一研究方向的特殊需求。本系统主要包括两部分:1.微流控系统微流控系统主要包括微量注射泵及控制单元、液滴生成芯片、液滴分选芯片。主要流程包括液滴微流体芯片的设计、制作,样品液滴的制备,样品液滴的分选。本文利用Auto CAD软件设计芯片模版,用掩模法制作了微流控芯片;利用T型通道的微流控芯片制作微液滴,采用含有表面活性剂的HFE-7500氟碳油维持液滴的稳定,防止液滴融合和破碎,将生成的液滴重注入含有微电极的分选芯片中,通过施加10 k Hz,10 k V的交变电场,使液滴在分选结处发生偏转,从而实现分选。2.光学和电子系统主要分为以下几个方面:光学成像与荧光光谱采集单元;荧光强度检测单元;控制单元;执行单元。在光学系统及荧光光谱采集单元中,搭建了包括荧光信号检测光路、多波长激光器组、倒置显微镜、荧光光谱仪,实现了对样品的荧光信号检测、明场成像、荧光光谱的检测,可应用于单细胞分析。在荧光强度检测单元中,选用了合适参数的硅材料雪崩光电二极管（APD）对荧光信号进行探测,满足信号检测的灵敏度要求;利用低噪声运算放大器OPA657设计了电流电压转换光路（IV转换电路）,将探测的光信号转化为电子系统可识别的电信号;采用TPS55340开关电源芯片设计了半波拓扑升压电路满足了APD反向电压120V-160V的需求;最终实现了荧光微弱信号的检测。在执行单元中,选用AD9834直接数字频率合成器（DDS）芯片设计了电路,并进行相关编程,实现了正弦信号的产生;生成后的正弦信号再通过后置的电压放大器将信号放大,变为高压交变信号用以驱动电极实现液滴的分选。荧光强度检测单元对微液滴进行荧光标记信号的探测,生成与强度相关的脉冲信号,该信号被STM32微控制系统收集,在系统内部经由荧光强度辨别程序辨别,符合分选目标的信号出现时,控制脉冲信号发生程序生成指令,传递给执行单元中的AD9834直接数字频率合成器模块,生成高压交变信号施加在微流控系统的微流控分选芯片电极上产生电场作用力,实现液滴的分选。整个系统的工作基于STM32控制单元构建,因其高性能,接口众多成功将各个模块相联系,协调整个系统实现液滴的检测分选。