生物大分子如蛋白质或核酸的功能与其三维结构密切相关，折叠动力学研究可揭示生物大分子从自由的一级结构形成具有活性高级结构的动态过程，近年来倍受科学界重视。2005年，Science杂志将蛋白质折叠列为21世纪生命科学领域最重要挑战之一。生物大分子的折叠过程一般发生在毫秒、微秒甚至是亚微秒时间水平，而启动折叠反应则需在更短的时间内完成。快速混合技术能使溶液在短时间内达到完全混合从而触发反应，是一种常被用于研究分子折叠反应的有效手段。大分子折叠动力学研究的传统工具是停流装置，然而毫秒级的时间分辨率和大的样品消耗量限制了其进一步应用，尤其是追踪折叠早期动力学。本文基于微流控芯片连续流概念，提出了三种用于生物大分子折叠动力学研究的快速微混合器，为解决动力学研究领域的难点问题提供了新技术手段。主要研究结果如下：（1）针对低粘度溶液，发展了一种混合时间短且结构简单的新型Z型微混合器。通过计算流体力学模拟和实验手段证实该混合器能在16μs内实现溶液的完全混合，采用该混合器研究了化学发光反应动力学过程；在此基础上，我们缩小该混合器微结构的尺寸，可以使其混合时间缩短至5.5μs，比目前最快的混沌流混合器（其混合时间是11μs）的混合速度提高了一倍；进一步采用该Z型混合器研究了人类端粒DNA序列在金属离子存在下形成四聚体的早期折叠动力学过程，观察到了该DNA分子由线性结构坍缩成发夹结构的实验证据。（2）针对高粘度溶液，设计了一种结构简单，加工简便且能快速混合的ω型混合器，通过计算流体力学模拟和实际混合实验，证明该ω型混合器能在579.4μs内实现粘度为水的33.6倍的溶液的完全混合，其混合时间比文献报道的结果缩短了约1000倍；进一步利用该混合器研究了人类端粒DNA序列在分子拥挤环境下形成G-四聚体的早期折叠动力学过程，发现G-四聚体在分子拥挤条件下存在亚毫秒尺度的折叠事件。（3）针对样本消耗问题，提出了微流控芯片双水力聚焦概念，并设计了一种时间窗口宽、样品消耗量少且结构简单的双水力聚焦微混合器，通过计算流体力学模拟和实验评价，表明该混合器能有效实现两种大分子的快速混合，且其对动力学反应的时间观察范围达4个数量级，可涵盖从亚毫秒到数秒钟(710s-5.36s)，而对两种生物大分子的样品消耗均小于0.55μL/min，比已有文献减少了约1000倍；利用该混合器研究了人类端粒G-四聚体与单链DNA结合蛋白（SSBP）的相互作用动力学过程，发现SSBP的结合能触发G-四聚体的去折叠过程，且处于高浓度Na+溶液条件下的G-四聚体其去折叠速率相对更慢。总之，本文针对目前生物大分子折叠动力学研究中的一些难点问题提出了三种快速微混合器；针对特定的研究问题，采用计算机建模仿真和实验两种方式证明它们均具有好的混合效果和时间分辨率；进一步通过基本生物学问题的探讨证明三者具备研究生物大分子折叠动力学的能力和巨大应用潜力。