微混合器是微流控芯片中的一个重要组成部分,它能够快速实现不同样品间的高效混合,在细胞培养、化学分析和DNA检测等多个领域得到了广泛的应用。根据是否需要外部能源激励分为了主动式微混合器和被动式微混合器。主动式微混合器依靠改变驱动形式去实现不同样品间的混合,导致其难以与其余微器件集成到一起;被动式微混合器通过改变微通道结构以快速完成不同样品之间的高效混合,无需外部设备易于集成。本文提出了微流控芯片一体化成型方法,并制作了一种带有自由运动障碍物的被动式微混合器,研究了不同障碍物对微混合器混合性能的影响。主要研究内容及创新点如下:（1）提出了一种结合3D打印技术和聚合物溶解技术的微流控芯片一体化制作方法,3D打印技术被用来制作可溶解的微通道模具,聚合物溶解技术被用来溶解PDMS基底中的微通道模具,可溶解的微通道模具材料为PVA和HIPS。PVA在水中的溶解时间随着水的温度增加而缩短,水的温度最佳为85℃;HIPS在柠檬烯溶液中的溶解速度与柠檬烯溶液的浓度有关,在柠檬烯溶液的浓度为0.5mol/L时HIPS溶解速度最快。（2）对微流控芯片的一体化制作方法进行了优化,使用两种材料分别制备了Y型通道和T型通道的微流控芯片,通过混合实验验证了微通道的流通性;通过倒置荧光显微镜测量了两种材料制备的微通道的尺寸误差,使用PVA材料制作的微通道实际宽度与设计宽度的误差为12%-25%,实际高度与设计高度的误差为8%-12%;使用HIPS制作的微通道的设计宽度与实际宽度误差为0.5%-1%,设计高度与实际高度误差为1%-2%。（3）制作了一种带有自由运动障碍物的被动式微混合器,在微混合器的混合腔室内部带有若干自由运动的障碍物,增强混合腔室内部流体的混沌对流效应。实验研究了障碍物形状、体积和个数对微混合器混合效率的影响,在障碍物形状为正方体,个数为2,尺寸为0.55×0.55×0.55mm时该微混合器的混合效率最高达到了0.95,对微混合器的混合性能提高最大,与数值仿真结果相符;探讨了初始注入流量对微混合器混合效率的影响,当初始注入流量从0.2ml/min逐渐增加到1.2ml/min时,在出口通道1mm处截面的混合效率从0.72增加到0.91,说明微混合器的混合效率随着初始注入流量的增大而增加。