微流控芯片分析以其快速性、集成性、准确性、低耗样、精确控制等特性成为了分析科学的核心领域之一,颗粒数字全息、光谱分析测氨等技术由于以PDMS为材质的微流控芯片具有的良好的光学性质而备受关注。然而微流控芯片分析并不仅仅是简单的系统微型化,对于微观领域认知的欠缺导致微流控芯片中的颗粒数字全息与光谱分析测氨均存在一定的缺陷,颗粒数字全息对多分布复杂细微颗粒物颗粒场的研究远远不足,而光谱分析测氨在指示剂选择、芯片设计以及选择性等方面问题重重。为了解决这些迫在眉睫的技术问题,本文以微流控芯片为分析平台进行了大量研究。一方面,我们以显微全息技术对多分布复杂细微颗粒场进行了研究,并对实际样品进行了测试;另一方面,通过以PDMS旋涂固定薄膜固定指示剂ZnTPP的方法实现了液相环境中可逆式的氨测量,研究了该方法的时间响应、影响因素和干扰物作用等,随后针对研究中选择性低的问题进一步完善芯片设计,通过耦合微流控芯片实现了复杂液相环境中高选择性高的氨（铵）检测,对其影响因素进行了研究与优化,并完成了对实际样品的测试。以下为具体研究内容:首先,在高斯光束形成的平面波远场条件下,用搭建的数字显微全息系统与小波重建算法对PDMS微流控芯片中的细微颗粒物进行了研究。确定显微全息系统的等效像素与引入的放大倍数后,首先对单一分布的标准颗粒场进行测试,确定了微流控芯片中流动状态下显微全息的准确性,其次通过对含有不同比例标准颗粒的溶液进行研究,表明了测定多分布复杂细微颗粒场的合理性,最后对取自WESP的实际复杂样品进行了大量的拍摄与重建并与标准方法进行了对比。第二,以ZnTPP为指示剂,通过PDMS旋涂固定薄膜的方式实现固定,以设计的4层式微流控芯片实现了可逆式氨检测。通过对连续光谱的分析确定了芯片对于氨的响应波段,对特定波长下的光谱进行分析确定了响应与氨浓度之间的关系,随后研究了芯片的可逆性、指示效果的稳定性以及包括指示过程和恢复过程在内的时间响应特性,最后对于常见的干扰物进行了测试与分析。第三,研究了可逆式氨检测微流控芯片的影响因素。对粒径不同的离子交换树脂对指示效果的影响进行了测试,证明粒径较小的离子交换树脂微珠是最优选择,随后对PDMS旋涂固定薄膜制作过程中的旋涂转速的影响进行了分析,分别测试了不同转速对于芯片的指示效果、时间响应、可逆性及稳定性的影响,接着以ZnTPP可逆性的退化为标志,通过大量循环次数的实验确定了芯片的使用寿命,最后对检测下限进行了测定。第四,针对ZnTPP选择性低的问题,设计并制作了由反应芯片、气体扩散芯片及检测芯片组成的耦合微流控芯片,实现了复杂液相环境中高选择性的氨（铵）测量。通过对不同浓度的NH4+溶液测试确定了耦合芯片的指示效果,对常见干扰物HCO3-和OH-进行了分析,表明耦合芯片能够排除干扰物影响,提高选择性,随后对耦合芯片的其他性能进行了表征,最后通过对实际复杂样品的检测以及与标准方法的对比,证明了耦合芯片能够实现复杂液相环境中高选择性的氨（铵）测量。最后,对耦合微流控芯片进行了影响因素研究及优化。主要包括反应芯片中反应微通道长度的影响、气体扩散芯片中PDMS气体透过膜厚度的影响、气体扩散芯片中气体扩散方式的影响、反应芯片及气体扩散芯片中溶液流速的影响以及检测芯片中指示剂用量的影响,通过这些影响因素与指示效果之间的关系确定了耦合芯片的最优参数。