利用微流控芯片和无透镜CMOS图像传感器进行流式细胞的图像采集,是近年来的一个研究热点,但是,由于未经透镜放大,采集到的细胞图像分辨率较低、细节信息少;同时,微流控芯片的控制效果不理想,导致细胞黏连、重影现象严重,因此,研究流式细胞检测系统中,细胞图像的采集对细胞的分析检测具有重要意义。本文运用微流控技术和CMOS图像传感技术进行流式细胞的成像研究,主要内容有:三维聚焦微流控芯片的设计、芯片表面粗糙度的分析和改善、图像传感器和PDMS封接成微流控芯片的工艺研究、细胞图像采集过程的硬件实现以及原始图像预处理。首先对微流控芯片的聚焦原理和设计过程进行研究,分析总结具有二维聚焦功能的三叉型微流控芯片的结构特点和缺陷,在此基础上,设计制作出中间带挡板的三叉型微流控芯片,能够完成垂直向下方向上的细胞聚焦;其次,摸索完善微流控芯片的制作工艺,对影响芯片内壁表面粗糙度的关键因素进行分析,并提出解决方法;接下来,研究用CMOS图像传感器的玻璃盖板代替有机玻璃,和PDMS键合封接的工艺流程,通过理论分析和实验对比,制作出基于OV5640图像传感器的微流控芯片;最后,完成了细胞图像的采集、存储、显示等过程的硬件实现,并利用FPGA的片内ROM存储器进行图像存储,对采集到的原始图像进行预处理,降低数据处理量。通过本文的研究,改善了微流控芯片的聚焦性能和控制效果,并搭建出基于FPGA硬件平台的流式细胞图像采集系统,为进一步降低系统体积,提高处理速度做出贡献。