以物理学与化学为基础的分析传感技术一直伴随着科学的发展,同时表现出极高的应用价值。时代的发展为分析科学和传感技术提出了新的挑战,诸多领域都亟需更低成本、高效率、快速即时的分析传感方法。微流控纸芯片的出现为构建低成本、高效便捷的新型分析平台提供了思路。纸芯片平台上构建分析传感方法的关键是在纸基材料上融合纳米材料、聚合物、生物材料等先进材料,并实现分析技术过程的基本操作。本论文从纸芯片装置上合成与分析全过程的可操作性视角出发,结合分子印迹技术与免疫分析技术,设计制作了一系列低成本、便捷化、灵敏性、选择性的快速分析方法与纸芯片装置,构建了纸芯片平台上的荧光传感、电化学传感以及比色传感分析方法,研究了基于先进功能材料的纸基传感机制,并用于实际环境水样中污染物、人体尿液中氨基酸以及临床血清样品中肿瘤标志物的分析应用。主要内容归纳如下:1、基于分子印迹荧光传感的旋转式微流控纸芯片分析酚类污染物。采用Cd Te量子点作为荧光基底结合表面印迹技术,以对硝基苯酚与2,4,6-三硝基苯酚为模板制备分子印迹聚合物,通过共价键在玻璃纤维纸上构建了分子印迹荧光传感体系,荧光传感机理服从电子转移引发的荧光猝灭机理,设计制作三维旋转式微流控纸芯片,用于环境水体中酚类污染物的多通路同时分析。研究了该芯片装置的制备、微观形貌,考察优化了制备条件、分析条件,并探讨了其分析性能,根据Stem-Volmer方程拟合校准线性曲线。实现了20分钟内对水体中对硝基苯酚与2,4,6-三硝基苯酚的快速靶向分析,具有较强的选择性,最低检出限分别为0.097和0.071 mg/L。将该纸芯片成功应用于湖水与海水样品中酚类污染物的分析检测,加标回收率范围为92.6～106.6%。2、基于分子印迹间接荧光传感的微流控纸芯片分析微囊藻毒素。采用虚拟模板印迹技术与表位印迹技术,制备表面包覆可特异性吸附微囊藻毒素RR（microcystin RR,MC-RR）的分子印迹聚合物的ZnFe₂O₄纳米粒子,用其作为CdTe量子点的荧光猝灭剂,荧光猝灭服从粒子间电子转移引发的荧光猝灭机理,进而构建间接式分子印迹荧光传感机理于滑动式微流控纸芯片装置上,用于水体环境中MC-RR的快速分析。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射仪等一系列仪器方法对制备材料与纸基传感体系进行研究表征,进一步研究优化纸芯片制备过程与分析条件,通过研究印迹与非印迹的分析效果,证实了该芯片方法的有效性,根据标准样品分析结果与Stem-Volmer方程拟合校准线性曲线。该纸芯片在20分钟之内实现对MC-RR的选择性快速检测,最低检出限为0.43μg/L。将其成功应用于海水样品中微囊藻毒素的分析检测,加标回收率范围为90.1～105.3%。3、基于咖啡环效应的金纳米簇荧光传感微流控纸芯片检测氨基酸。利用溶液在纸基材质中因毛细作用力和局部蒸发速度不同导致的咖啡环效应,结合金纳米簇与铜离子形成的复合物荧光探针,构建了咖啡环式荧光传感纸芯片,通过手机拍照导出荧光条RGB图像,利用R值像素点分析与荧光条长度测量得到分析结果,用于尿液中组氨酸的便捷可视化检测。研究样品体积、蒸发面积等对传感的影响因素,优化分析条件,并探讨R值法与测量长度法的分析性能。根据标准样品分析结果拟合线性校准曲线,最低检测限达到0.021 m M。将其成功应用于人体尿液样品中组氨酸的加标分析,加标回收率范围为93.0～110.0%。4、基于生物分子印迹的电化学传感微流控纸芯片分析癌胚抗原。采用表面印迹技术与纸基移动阀设计,多巴胺作为功能单体,癌胚抗原为模板,通过电聚合多巴胺法在纸芯片工作电极的表面合成生物分子印迹层,建立了无需抗体的肿瘤标志物的纸芯片分析策略。通过循环伏安、交流阻抗与微观形貌表征,研究了分析印迹层的合成、电极表面吸附原理与纸基移动阀在合成中的作用。优化了电聚合扫描速率、循环次数、洗脱液体积、pH等制备条件。通过标准样品分析,研究拟合该纸芯片对癌胚抗原分析的线性校正曲线。该微流控纸芯片电分析装置的检测范围为1.0～500.0 ng/m L,检出限为0.32 ng/m L,并将其与酶联免疫分析试剂盒方法对比研究。最后成功应用于癌症病人血清癌胚抗原的临床分析,相对标准偏差范围为2.7～6.5%。5、集成手动离心的比色免疫传感微流控纸芯片分析肿瘤标志物。利用绳索拉力与扭转力的转换,设计可进行手动离心操作的纸芯片,实现从全血中分离血清的功能,并用酶联免疫吸附测定法与比色传感方法,配合便携式显色分析仪,同时检测两种肿瘤标志物癌胚抗原和甲胎蛋白,实现了纸芯片上样品处理到分析结果全过程的高度集成。研究了离心过程最大转速、离心时间等条件因素,研究分析过程样品体积、孵育时间、pH等影响因素,研究对标准样品的分析性能,拟合线性校正曲线并得到线性结果范围,该纸芯片检测癌胚抗原的最低检出限为0.36 ng/m L,检测甲胎蛋白的最低检出限为0.28 ng/m L。进行对临床人血样品中癌胚抗原和甲胎蛋白分析的应用研究,分析结果的相对标准偏差在4.03～5.21%之间。