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细胞表面分子在生命科学的基础研究领域与应用研究领域都有着极其重要的作用。因此，对细胞表面分子的正确鉴别通常是许多生化分析的第一步。流式细胞仪是比较常用的鉴定细胞表面分子的方法。然而，这种技术虽然可以对细胞表面分子进行精确的定量，但其繁琐而耗时的低通量分析过程，包括其昂贵的价格使得这种方法的应用与普及受到了很大程度的限制。因此，发展高效、快速且成本低廉的高通量分析方法无疑具有极大的应用前景。
生物技术的进步使得利用生物芯片对细胞表面分子进行高通量的检测成为可能。与流式细胞仪类似，生物芯片检测表面分子的原理依然是基于抗体-抗原的特异性相互作用。生物芯片快速、无需光学标记、低成本的高通量分析特点使其具有流式细胞仪无法比拟的优越性能。当前用来检测细胞表面分子的生物芯片主要包括抗体微阵列芯片与微流控芯片。相对于微阵列芯片，微流控芯片的操作更为可控，结果也更为稳定。然而，当前报道的利用生物芯片检测细胞表面分子的方法在技术上强调的是生物芯片本身的改进与发展，而忽视了其它一系列相关且必须的分析检测设备。由于未来生物技术发展的目标必定是高度整合的生物微系统，因此在当前技术背景下，发展整合了生物芯片与其它一些关键设备的生物便携式系统是实现最终目标的第一步，显然具有积极的意义。同时，在目前已报道的利用微流控芯片检测细胞表面分子的研究中，所检测的细胞及其表面分子类型极其有限，并且已报道的研究主要侧重于证实利用微流控技术进行检测的可行性。考虑到生物体内存在多种不同类型的细胞，每种细胞的力学性质并不相同，其表面分子的动力学特征也不尽相同，并且在利用微流控技术检测细胞表面分子时，存在多种影响检测效率的关键因素。因此，进一步的研究不仅需要将微流控技术拓展到更多的细胞类型及分子类型，同时也需要对可能影响检测效率的一些主要因素进行严格地考察。
本文的工作致力于解决上述领域的关键问题，主要包括：首先，本文发展了一套基于微流控技术的便携式生物系统。这套系统包括一个PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)微流控芯片，一个注射泵，一个小功率的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源，一个薄的凸透镜，一个显微镜镜头，一面反射镜和一个小型的CCD(Charge Coupled Device，电荷藕合元件)摄像头。利用适当的机械设计与光学设计，将这些元件整合成一套便携式系统，并通过CCD上的接口和数模转换板，将微流道内的细胞图像显示在计算机上。因此，通过这套系统可以很方便地进行在线或离线的观察分析；其次，通过比较捕获效率这一关键参数，本文证明了这套系统可以很好地检测人体红细胞表面的蛋白分子，包括固有表达的CD59分子和被包被的外源BSA分子。更重要的是，本文严格量化了可能对检测效率产生重要影响的几个关键因素，主要包括流速、抗体浓度、细胞浓度和表面分子密度。最后，为了更好地评估这套系统的检测能力，本文进一步利用捕获效率这一关键参数将该方法的检测结果与细胞酶联反应的检测效率进行了比较，结果证明两者的检测能力具有较好的一致性。
本文的工作初步证明了将检测细胞表面分子的单一生物芯片整合为集成的生物系统的可行性，进一步拓展了微流控技术在细胞表面分子检测中的应用范围。此外，本文对检测效率严格的定量分析将有助于推动该技术最终的实际应用。