作为一门新型的交叉学科,微流控技术(Microfludics)借助微机电、微系统、及微纳米技术来研究微尺度环境下的流体、颗粒乃至各类生物分子的物理、及生化反应过程。微流控液滴技术是微流控技术的一个子类,通过在微流控芯片的微通道中,利用多相流体不同的物理化学特性,实现微液滴反应单元的产生、流动、反应、分析、筛选以及检测等操作步骤,产生的微反应单元之间相互分离且互不相融,提供了一种由宏观到微观的反应与检测模式。基于微流控技术的液滴PCR(Polymerase chain reaction)扩增检测,将核酸分子包裹于独立的液滴反应单元中,可以实现PCR扩增高通量检测,其具有检测准确度高、试剂消耗量少、检测时间短等显著优点。作为基因分析的重要技术手段之一,微流控液滴PCR技术已广泛受到关注。本文研究了微流控芯片液滴生成技术,基于十字交叉油包水原理设计并制作了能够在短时间生成大量均匀、稳定液滴的液滴生成芯片。研究搭建了可以在计算机上进行流体驱动控制的液滴生成平台,并针对芯片物理结构、流体驱动参数等关键因素进行了分析与讨论,优化了 PCR扩增的液滴生成芯片设计;研究并实现了可靠稳定的液滴扩增芯片,对扩增芯片的热循环稳定性进行了测试验证。针对微流控液滴芯片,研究设计了与之配套的微流控液滴PCR扩增检测系统,实现了功能全面的上位机软件,包括UI(User Interface)交互、PCR热循环温度控制、图像检测等功能,设计了下位机温度控制算法及相关软件,保证了热循环控温的准确高效。最后对微流控液滴PCR扩增检测装置进行了系统集成与功能验证,基于微流控芯片与临床生物样本,利用微流控液滴生成平台,生成含有临床样本的液滴,然后将液滴转移至液滴扩增芯片中,将液滴扩增芯片放置在液滴PCR扩增检测装置上进行PCR热循环,扩增结束后,用荧光相机采集液滴荧光信号,并使用图像分析方法对液滴进行识别与判读。本文系统研究了液滴PCR中的关键技术,尤其是液滴生成、PCR扩增、及检测三个重要部分,构建了高集成度的检测系统,实现了液滴PCR扩增与检测,为下一步液滴数字PCR绝对定量检测打下了研究基础。