微流控是一个快速发展的跨学科领域,融会贯通了物理学、化学、生物医学和微系统工程学等学科。近年来,随着微流控芯片技术的不断发展,作为一种新型的微分析平台,它在生命科学和医学等领域彰显出巨大的潜力。为了拓展微流控芯片的应用范围,促使其成为更有价值的微分析技术,作者在微流控芯片上开展了液滴中基因转导、基于适配体检测凝血酶蛋白以及磺胺类药物检测的工作。本论文包括以下几个方面：第一章综述了微流控平台在生命分析领域的应用,主要分为基于液滴的微流控芯片分析和微流控平台上基于核酸适配体的相关工作。其中第一部分详细描述了液滴的形成、液滴的操控与分选,以及液滴微流控的应用；第二部分详细介绍了基于核酸适配体的各种检测方法以及在微流控平台上核酸适配体的各种应用。第二章在微流控芯片上建立了油包水的微液滴环境,研究了细胞在微液滴中的基因转导行为。在液滴中进行细胞转染可以实现基因转导的原位检测,对于基因组学研究具有非常重要的意义。传统的烷基油液滴会损害细胞活性,并且容易将水相中的有机转染试剂萃取到油相中。在这部分工作中,我们自行合成了PEG-PFPE-PEG表面活性剂,并将其添加到氟化油中,制得具有生物相容性的油相。然后将细胞包裹进皮升级液滴中,进行细胞化学转染的研究。我们研究了不同转染时间、DNA浓度以及液滴大小对转染效率的影响。通过优化实验条件,获得了几乎与在大体积溶液中相同的转染效率。此外,我们还发现液滴越小,其转染效率越高,这可能是源于限域效应或小的比表面积。第三章开展了在微流控芯片平台上用磁珠固定适配体检测凝血酶蛋白的工作。凝血酶有两种DNA适配体,分别识别其两个不同的作用位点,凝血酶蛋白与两种适配体形成三明治结构。将结合了适配体Ⅰ的磁珠固定在微流控芯片上,用来捕获凝血酶,而结合了荧光染料Cy3的适配体Ⅱ则用于芯片荧光检测。多通道并行的微流控芯片可对不同浓度的凝血酶溶液进行同时检测。实验条件,如试剂消耗、反应时间等被优化,以实现强的特异性结合作用、低的检测限和短的分析时间。凝血酶在65 ng/mL到1000 ng/mL之间与荧光强度呈现出良好的线性关系,检测限为30 ng/mL,该方法已成功用于凝血酶在血清中的定量测定。第四章建立了一种简单、灵敏的微流控芯片检测磺胺类药物的方法。以异硫氰酸荧光素(FITC)作为衍生试剂,通过芯片电泳-激光诱导荧光的方法分离、检测了三种磺胺类药物衍生物。实验优化了进样和分离电压、运行缓冲液浓度、pH和乙醇含量等分离条件。磺胺二甲嘧啶、磺胺甲嘧啶和磺胺甲噁唑的FITC衍生物在1.6 min内实现分离。三种磺胺类药物的检测限为0.01～0.04 μmol/L,荧光强度和迁移时间的相对标准偏差分别为9.2%和2.2%。