体外诊断芯片携带方便、操作简便,可实现即时检测（point-of-care testing,POCT）,具有“快、捷、准”等优点,在“分级诊疗”等政策推动下市场迅速扩容,前景广阔。体外诊断芯片的快速、高效检测离不开液体在扩散层和试剂层中的有效渗流和分散。本文尝试采用格子Boltzmann方法模拟研究了液体在体外诊断芯片扩散层中的渗流和分散过程以及在扩散层/试剂层之间的流动过程,可为体外诊断芯片实际应用中扩散层的选型和设计提供基础数据,具有较好的实际应用价值和意义。以建立的格子Boltzmann方法数学模型为基础,分析控制流动时间的影响因素,结果表明微球粒径、液体的性质和扩散层材料的表面性质是影响液体在体外诊断芯片中渗流的主要影响因素,粒径越大,渗流流动速度越大,适当增加材料润湿性和减小液体运动粘度也会促进渗流的进行。以上影响因素中,微球粒径对体外诊断芯片中的渗流特性具有较大影响,而材料的表面性质对渗流的影响次之,液体的性质对渗流的影响较小。通过对约12组格子Boltzmann模型计算结果拟合得到流速与微球粒径、液固接触角及运动粘度的二次线性模型经验式,芯片设计者可根据应用需求利用二次线性模型经验式中计算得到合适扩散层微球材料和粒径。进一步采用格子Boltzmann方法模拟体外诊断芯片扩散层/试剂层之间液体流动过程,分析液体在试剂层毛细管口处堵塞或顺利流入毛细管的条件,考察扩散层厚度对试剂层中液体流动的影响,并拟合扩散层材料为聚苯乙烯和Ti O₂时扩散层厚度与管口液滴直径的关系曲线。结果表明,扩散层厚度过大或过小都不利于液体顺利流入试剂层毛细管。以液体能够流入毛细管为前提条件,增加扩散层厚度会使液体分散的时间延长,从而减小管口液滴直径和流入毛细管的速度。模拟得到的拟合曲线经验式,可用于设计者快速的选择扩散层厚度数据。