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动、植物生命体在有氧代谢过程中会产生各种活性氧（ROS），包括超氧阴离子自由基(O2·–)、过氧化氢（H2O2）、羟基自由基（·OH）、一氧化氮（NO）、过氧亚硝基阴离子（ONOO-）等，这些活性氧与细胞的增殖、分化、凋亡以及重大疾病发生、发展、迁移等生命活动过程密切相关。因此，发展细胞水平上检测活性氧自由基的分析方法，对于深入了解生命活动的本质、疾病的早期诊治、药物筛选等研究具有重要的科学意义和潜在的应用价值，已成为近年来化学、生物和医学等领域的研究热点。然而，由于细胞内许多目标活性分子含量低（一般为zmol-fmol）、寿命短、活性高、对环境敏感、存在相互转化和复杂的基质干扰，使得常规生化分析方法难以实现细胞内分子水平上活性氧的检测。本论文针对细胞中多种活性氧同时检测的难点，以实验室自行设计的微流控芯片单细胞活性氧自动分析系统为平台，利用自行合成的荧光探针，采用电动操纵，自动实现了细胞内活性氧—超氧阴离子(O2·–)和过氧化氢（H2O2）的同时检测。研究对象从细胞群体提取液到单个细胞中O2·–和H2O2高通量分析，并对两种活性氧检测结果进行分析校正；最后，选择肝癌细胞作为实验模型拟开展以H2O2为指示的单细胞氧化—还原态研究。论文主要研究具体内容如下：第一章绪论，首先对活性氧生物学功能及相互转化、检测方法进行了概述；然后对微流控芯片在单细胞组分分析中的应用进行了详细的综述，分析了目前单细胞活性氧分析存在的难点与不足，提出开展本论文选题的必要性与研究思路。第二章建立了微流控芯片电泳-激光诱导荧光同时检测小鼠腹腔巨噬细胞提取液中超氧阴离子和过氧化氢的分析方法。利用这种方法对佛波酯（PMA）刺激的小鼠巨噬细胞提取液中超氧阴离子和过氧化氢进行了检测。本方法具有简便、快速、试剂/式样消耗少等优点，为生物体系中同时检测两种活性氧物种提供了新途径。第三章提出了一种基于黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶生物体系的和微流控芯片系统同时定量检测肝癌细胞中超氧阴离子(O2·-)和过氧化氢（H2O2）的校准方法。利用该校正系数对肝癌细胞提取液中O2·-和H2O2分析结果进行同时定量校正，并对该动力学模型进行了有效性验证。本方法为在其他生物体系中定性定量检测O2·–和H2O2提供了新方法。第四章建立了基于电动聚焦进样的微流控系统高通量、同时检测单个U937细胞内超氧阴离子(O2·-)和过氧化氢（H2O2）的分析方法。实现了单个U937细胞内超氧阴离子和过氧化氢同时检测。该方法平均分析通量大约为15个细胞/分钟，为揭示群体细胞统计平均结果掩盖的单细胞差异，提供了分析新思路。第五章，发展基于H2O2的单细胞氧化—还原状态的监测方法。实现单细胞水平细胞氧化-还原态的同时检测。通过正常细胞和肝癌细胞之间的生理差异所导致活性氧H2O2浓度水平变化，定量监测了二者氧化-还原态差异，结果将为单细胞水平上分子诊断提供新途径。