微流控技术是一种在微尺度空间内精准操控流体的技术;其中,液滴微流控是当前应用前景最为诱人的一种微流控技术。液滴微流控技术能将溶液均匀离散成纳升甚至飞升的液滴。由于液滴之间为不相溶流体,液滴之间交叉污染的可能性大幅度降低,每个液滴成为一个独立的反应器,液滴内的化学反应则为一个独立事件。与常规化学实验相比,同样多的试剂量,能够产生更大的样本空间,具有省试剂、高效性、高灵敏、高通量、自动化、低污染等特点,使得液滴微流控技术在生物医学领域具有巨大的应用空间;而液滴检测和筛选则一直是应用瓶颈。我们提出并研究了一种解决方案,即用分选流式细胞仪进行液滴检测和筛选。我们将液滴包裹后(双乳化),成功地利用改造后的流式细胞仪实现了液滴分选;在此基础上,本文研究了微流控双乳化过程的两种改进措施,以简化流式细胞仪的使用流程,最终实现能直接用流式细胞仪于液滴的检测和分选。本文研究的第一措施是选择光固化材料用作包裹材料,这样固化后的包裹层能很好地密封液滴,而无需担心液滴在流式细胞仪内受到流体及其通道的冲击作用。首先,我们对比和分析了一步法和两步法的双乳化过程。结果表明,虽然两步法的双乳化装置简单,但液滴与包裹两个步骤很难做到同步;虽然一步法的双乳化装置略微复杂,但液滴形成与包裹过程同时发生,双乳化过程稳定可靠,因而本文采用一步法。最后,我们用光固化材料对阻燃材料液滴进行包裹,并成功将包裹层进行了固化,证明了双乳化液滴光固化是可行的,同时光固化过程也具有比较缓慢,封装液滴的成功率不高的共性,故阻燃材料液滴常有泄露,最终封住的液滴数量较少。另外,长期曝露在紫外线下,生物分子受到伤害几率增大,故此方案尚需要更深入的研究。本文研究的第二个措施是用琼脂糖液滴方案替代双乳化方案。琼脂糖水凝胶在常温下会出现溶液-凝胶相变过程,可以在高温下直接形成液滴、完成生化反应,待降温固化后再送去检测分选。为此,无须双乳化。通过琼脂糖溶液的吸光度实验,我们确定了琼脂糖溶液相变温度区间,即溶液-凝胶降温转变区间为27-15℃,而凝胶-溶液升温转变区间为50℃-70℃。本文选择35℃作为液滴生成过程中的工作温度;另外,研制了针对琼脂糖的高温液滴发生器,并根据油包水(W/O型)液滴制备实验,获得了尺寸波动幅度小于3.58%的均匀液滴,发现其生成频率高达3000Hz;利用所总结的两相流量与液滴生成尺寸、生成频率、泵源压力的关系,该液滴生成装置实现了琼脂糖液滴的制备,在30μm～250μm尺寸区间,获得了直径均匀的琼脂糖微珠。为了能利用琼脂糖水凝胶替代双乳化方案,我们还考察了溶液中琼脂糖对DNA分子的PCR扩增和荧光检测的潜在影响。实验结果表明,(1)在qPCR仪内对含有1wt%至5wt%琼脂糖的PCRmix进行扩增反应,根据所检测到的荧光强度变化曲线判断,与常规溶液相比,琼脂糖对溶液中DNA分子的扩增无阻碍作用;(2)适配体和靶标结合会产生荧光(425nm)。取出一部分溶液加入琼脂糖(1.5%),然后对比两样品的荧光强度。我们发现,含有琼脂糖样品的荧光强度值为100,不含琼脂糖的样品为50,表明琼脂糖对于该波长的荧光不仅无吸收,反而具有增强作用,证明琼脂糖对荧光信号无衰减作用。最后,为验证分选流式细胞仪分选琼脂糖颗粒的可行性,我们用流式细胞仪进行了两组琼脂糖颗粒的分选试验:(1)包含普通荧光染料的琼脂糖颗粒;(2)包含激发荧光生物分子的琼脂糖颗粒。准备好混有发光颗粒的两组样品,先后送入流式细胞仪进行筛选。结果证明,流式细胞仪能有效识别和富集两种发光机理的琼脂糖颗粒。由于生命科学学院公共实验室进行改造,原计划中基于琼脂糖水凝胶的单分子收集更多的实验工作无法展开。待实验条件成熟时,建议继续进行,另外,琼脂糖及其荧光之间的相互作用,建议深入研究。