微流控芯片是生化微分析系统（Bio-MEMS，Bio-Micro-electromechanicalSystem）技术发展的重要方向之一。由于介电电泳芯片可实现对细胞的非侵入式操控、能最大限度地保持被测样品的生理活性，从而成为人们进行微环境中细胞、细菌等操控、分析研究的热点与前沿。本论文在研究分析介电电泳芯片技术研究现状的基础上，针对介电电泳芯片存在的细胞富集、分离、检测一体化集成加工技术等问题，提出了实现介电电泳富集电极、微通道网络、在线检测系统等一体化集成的介电电泳芯片系统新思想与新方法；研究分析了介电电泳富集、流体力与介电电泳力联用的连续细胞分离的机理和方法；建立了基于叉指式阵列电极和水力聚焦原理的介电电泳芯片的电场和流场模型，通过相应的模拟分析，确定了介电电泳芯片系统的整体结构；提出了在芯片系统上集成LED诱导透射式荧光检测系统和阻抗检测器两种不同检测原理互补的在线双检测系统的新思想与新方法；基于实验室MEMS加工技术平台，完成了芯片加工工艺流程、芯片版图、外围电路、检测电路、应用软件等设计，成功研制出集成介电电泳检测芯片系统原理样机。以红细胞和肝癌细胞的混合细胞液为样品体系，进行了介电电泳原位富集、连续分离、光/电在线检测等实验，验证了集成介电电泳检测芯片系统的主要功能。论文的主要研究工作包括：①在研究介电电泳芯片及其检测技术的国内外研究现状和发展趋势基础上，分析了介电电泳芯片分析系统存在的主要不足，提出了本论文的研究目标和主要研究内容；②分析研究了介电电泳富集机理及其主要影响因素，探讨了流体力与介电电泳力联用的连续细胞分离的方法，创新性地提出在介电电泳芯片系统上集成LED诱导透射式荧光检测系统和阻抗检测器的在线双检测系统的新思想；③建立了基于叉指式阵列电极和水力聚焦原理的介电电泳芯片的电场和流场模型，通过相应的模拟分析，确定了介电电泳芯片系统的结构参数；完成了LED诱导透射式荧光检测系统的构建和阻抗检测器的设计；④基于实验室MEMS加工技术平台，完成了芯片加工工艺流程和版图设计，成功研制出满足设计指标要求的集成介电电泳检测芯片；通过集成介电电泳检测芯片、光/电在线双检测系统、外围电路、检测电路等模块的集成设计，成功研制出集成介电电泳检测芯片系统原理样机；⑤开展了基于本论文研制的集成介电电泳检测芯片系统的应用实验研究。分别以肝癌细胞和人体小梁网细胞为实验样品，验证了小型LED诱导透射式荧光检测系统对单细胞的响应能力以及阻抗检测器对细胞生理状态的监测能力。以红细胞和肝癌细胞的混合细胞液为样品体系，进行了介电电泳原位富集、连续分离、光/电在线检测等实验研究。实验结果表明，集成介电电泳检测芯片系统对肝癌细胞的nDEP原位富集效率达到87.5%，对连续分离后的肝癌细胞的捕获率大于85%，小型荧光检测系统和阻抗检测器分别实现了细胞计数检测功能和生理状态的在线检测和识别功能，验证了集成介电电泳检测芯片系统的可行性和有效性。