分子识别是分子间通过非共价键形成的专一性相互作用,在基础研究、临床诊断、医学诊疗、环境监测等方面发挥着重大作用。然而,传统实验方法仍然存在耗时长、步骤繁复、需大型仪器等局限性,限制了识别分子筛选、表征效率,进而限制了其应用的发展。近年来,微流控技术凭借其反应体积小、比表面积大、分离效率高等优势,在化学、生物等多个交叉领域得到了广泛应用。然而,传统的微流控技术存在着以下限制:结构设计复杂,依赖于泵阀结构操控,变通性较差,微通道易产生死体积,难以完全自动化和集成化,需要专业人员操控等。数字微流控作为近年来发展迅速的新兴技术,具有自动化程度高、易于集成、可扩展性强、操控灵活、密闭性好等优势。基于以上问题,本论文以数字微流控为平台发展了识别分子筛选、表征和检测新方法,分别开展了以下工作:（1）基于数字微流控的双向磁分离新方法为了克服数字微流控平台上磁分离过程中磁珠易丢失的缺点,我们提出液体操控芯片上磁分离新策略,建立基于介电润湿力与磁力调控的新型双向磁分离平台,实现数字微流控上低磁珠损失率的磁分离过程。利用辣根过氧化物酶包被磁珠,表征了单向磁分离和新型双向磁分离的磁珠损失率,证实了新型双向磁分离可有效提高磁珠保留率,继而提升信号转导可靠性,为数字微流控上发展磁珠相关应用打好基础。（2）基于数字微流控和噬菌体展示技术的自动化多肽筛选平台为了克服传统噬菌体筛选方法步骤繁琐、耗时较长的缺点,我们发展了一种基于数字微流控和噬菌体展示技术的自动化多肽筛选平台。以功能化磁性微球为靶标蛋白载体,结合数字微流控平台的液滴操纵技术和本文所发展的磁分离技术,对噬菌体展示的多肽文库进行多轮自动化淘选,可在一天内实现靶标配体的有效富集。通过对淘选条件进行初步优化,对模拟体系进行模拟筛选,建立了基于数字微流控的筛选平台,从而实现了以EphA2受体为靶标的实际体系的亲和多肽筛选。该平台不仅减少了试剂与时间消耗,也提升了自动化集成化程度,降低了对专业人工操作的需求。此外,油相密封体系也减少了污染的风险。该平台充分利用数字微流控技术为噬菌体筛选提供了一个新平台,为筛选技术的发展提供了新思路。（3）基于数字微流控的解离平衡常数测定新方法为了克服传统解离平衡常数测定方法依赖于大型仪器和密集劳动的缺点,我们发展了基于数字微流控的解离平衡常数测定新方法。以磁珠为靶标载体,利用数字微流控操纵液滴技术和本文所发展的磁分离技术,实现快速、自动化、集成化的解离平衡常数测定。采用链霉亲和素化辣根过氧化物酶结合生物素化配体,通过鲁米诺底物产生化学发光信号,从而实现信号的放大和输出。本方法具有较好的通用性,可实现对蛋白-核酸体系和抗原-抗体体系的解离常数测定。本方法利用数字微流控自身的优势,可提升解离常数测定的自动化程度,减少操作人员的人工劳动量,减少人为误差,减少试剂和样品的消耗量,缩短实验时间。同时,基于双向磁分离法的应用,可有效减少磁珠的丢失率,保证信号的真实性和可靠性。本方法为解离平衡常数的测定提供了自动化新方法,也为药物筛选等应用提供了新思路。（4）基于数字微流控的新型冠状病毒自动化便携式检测平台为了克服当前新冠病毒核酸检测方法操作繁琐、检测周期长、需要专业人员及实验环境等困难,我们开发了基于数字微流控的新型冠状病毒自动化便携检测仪器,以实现“样本进、结果出”的自动化、封闭体系、便携式的病毒检测,用于基层、社区和家庭的现场快速筛查和医疗场所的临床疗效评估。本章中,我们开发了集成化一体化的便携式数字微流控平台,包含了液滴操纵系统、磁控系统、温控系统和荧光检测系统,建立了简单、便捷、快速、低损的核酸提纯方法,完成了平台上新冠病毒检测的可行性验证。未来将通过进一步的灵敏度考察以及提取检测全集成,并以实际疑似患者为样本进行检测,以构建简易、快速、适合社区和基层的新型冠状病毒自动化便携检测平台,实现新型冠状病毒的一体化快速检测及定量分析。（5）基于变构探针技术的碱性磷酸酶检测新方法为了克服复杂背景干扰对碱性磷酸酶检测的影响,我们发展了基于变构探针技术的碱性磷酸酶检测新方法。模拟自然界中酶分子的变构效应,以单个5’端修饰磷酸基团的双链DNA为碱性磷酸酶作用底物,在λ exo酶的协同作用下,切割磷酸化单链,激活链霉亲和素核酸适配体,使其得以变构并被链霉亲和素微球所富集,继而通过流式细胞仪或荧光显微镜进行荧光分析,从而实现对碱性磷酸酶的定量分析。本方法在多种复杂体系环境下实现了对碱性磷酸酶的高灵敏检测,并可应用于抑制剂筛选、酶联免疫吸附试验等。本方法操作简单,设计通用,具有高选择性、高灵敏度、抗复杂背景干扰的特点,为磷酸酶和其他生物分子的检测提供了新思路和新方法。通过将该体系集成在数字微流控平台上,未来可进一步提升本方法的自动化和集成化程度。