基于液滴的数字微流控技术凭借其可配置性强、可并行处理多个液滴和试剂消耗的速率低等优越性,深受科研工作者们的青睐,它使微型分析系统能够应用于分析化学、临床诊断、DNA测序和环境监测等多个领域。然而迄今为止在液滴精确操控技术方面受到很多不确定性因素的影响,例如:对于透明或者不能见光的液滴的驱动效果无法通过肉眼观察得出、液滴的驱动轨迹无法精确规划等,为了提高液滴操控的精确性,本文对数字微流控芯片上液滴的驱动原理与检测技术进行探讨,在对液滴进行准确定位、驱动装置与检测装置集成化上开展了相关研究。主要开展了数字微流控（DMF）芯片设计、液滴驱动与检测集成化装置的系统搭建、液滴位置检测与路径规划等研究工作,具体研究内容为:（1）基于介电润湿效应,开展了数字微流控芯片内微液滴的驱动研究;基于电学检测原理,实现对驱动过程中液滴位置的精确控制。本文从电极图形设计的角度出发来实现驱动与检测电路的电极复用,共用一块DMF芯片为驱动与检测的集成化装置打下基础。本文设计正交矩阵电极,采用引线复用技术,减少引线密度,降低芯片加工制作的难度,仅靠14根引线实现液滴在数字微流控芯片中49个位置的移动。（2）搭建集成化数字微流控（DMF）系统。该系统主要由下位机硬件系统、上位机软件系统和DMF芯片三部分组成。下位机硬件系统包括驱动电路与检测电路。驱动电路采用实验室现有的装置,自主设计了下位机检测系统,主要包括片选电路、检测电路、开关电路等模块;采用Visual Studio软件完成了上位机程序的编写,实现驱动控制与电容检测上位机的集成;DMF芯片结构为正交矩阵电极,该设计可以实现驱动电路与检测电路共用同一块芯片。搭建完成的整体装置可以实现在液滴驱动间隙完成对液滴的位置检测,随后对其进行路径规划。利用AD7746电容检测芯片对液滴的初始位置、行进过程中的位置及目标位置进行电容检测,检测出的液滴所在位置在上位机界面上呈现红色高亮,与借助显微镜观察出的液滴实际位置进行判断来验证实验效果。通过多次测试发现有无液滴处测得的的电容值差异最大可达1.4p F,对于AD7746电容检测芯片能够检测得阈值电容4.096p F来说差值明显。利用本装置可准确检测出液滴在数字微流控芯片上的所在位置,且每次检测出的49个电极位置的电容值误差范围均保持在2%以内,可靠性良好,检测到的液滴所在位置的准确度高达100%。（3）本文通过前期研究,开展了基于数字微流控芯片上液滴驱动的化学褪色反应和斑马鱼生物实验两个方面的应用。对于化学褪色反应,设计了双板正交矩阵电极数字微流控芯片中高锰酸钾与维生素C溶液的褪色反应实验,数字微流控芯片上两液滴容积均为1μL,与常规条件下高锰酸钾溶液的紫色完全褪去耗时45s相比,数字微流控芯片上的褪色反应仅耗时34s,该现象说明数字微流控芯片技术在很大程度上能缩短反应时间、减少试剂消耗;对于斑马鱼生物实验,考虑到斑马鱼胚胎的直径大小,为了不破坏斑马鱼胚胎细胞,此时借助单板方形数字微流控芯片完成48h斑马鱼的破壳实验。实验中向同一批5组个数相同（50颗）的斑马鱼胚胎中分别加入1mg/mL、1.25mg/mL、1.5mg/mL、1.75mg/mL、2mg/mL的链酶蛋白酶溶液各50μL,促使其加速破壳。选取最佳浓度并借助微流控芯片技术,测得当加入1μL浓度为1.5mg/mL链酶蛋白酶溶液时,完成破壳所需15min左右且破壳率最高,不影响其活动性,与传统方法需要耗时至少35min进行对比,说明了本数字微流控芯片技术具有精确给药、逐一控制、加快反应速度的特点。（4）本文对破壳后的斑马鱼生长状态进行监测,借助共面叉指状电极结合连续微流控技术,利用AD7746评估板检测经过固定电极位置处斑马鱼的活动性,从而来判断其健康状况,验证单极板数字微流控芯片可以协助细胞进行生物实验。足以可见,基于数字微流控芯片的液滴驱动及检测的集成化研究在生物、化学等众多应用上展现出其独特魅力,低剂量、快速反应的特点使得该技术发展迅速,可广泛应用于临床试验。