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微流控芯片技术最近几十年发展迅速，应用领域也在不断扩大，包括生物医学、化学和光电器件等领域。研究其工作原理，并实现其功能性应用非常重要。本论文主要开展基于微流控技术平台，结合组装基本单元（包括纳米颗粒和微液滴）在微流控芯片中可控组装过程和应用的研究。组装单元可以从无序状态变为高度有序排列的结构，以实现体系的最小自由能稳定状态。组装获得的二维和三维晶格结构可应用在很多领域，如光子晶体、催化、药物输送、生物/化学传感等。精确调控由颗粒组成的有序结构和性质对于其功能应用的可靠性和范围都至关重要。随着微流控技术的成熟，运用微流控器件，可以稳定的控制大量单分散液滴的产生，结合微流控芯片的几何结构设计和流体外力控制可以实现芯片中的液滴和纳米颗粒的自组装排列，从而获得二维和三维有序自组装结构材料。在本论文中主要研究了运用微流控技术诱导颗粒自组装，具体内容安排如下。 第一章介绍了微流控技术的背景以及微液滴产生和控制的原理和方法。 第二章中，我们研究了微流控芯片中产生微液滴并同时控制其自组装过程。首先根据目的设计微流控芯片结构，使其同时具有液滴乳化和液滴组装两个功能。研究了不同油水两相体系的液滴产生和液滴组装而获得不同构型的二维/三维有序液滴晶格结构。具体研究了流体流速、体积分数（所产生液滴的体积与排列通道的死体积之比）、液滴粒径和流体性质等参数对液滴产生和组装过程和排列晶格结构的影响。该方法可以灵活调节和控制组装体系的化学性质（如:流体性质）和物理性质（如:微通道几何结构和尺寸、流体流速），因此提供了对流体颗粒组装单元的灵活可操纵性，有助于我们理解组装基元的组装机理以及组装过程。 第三章中，我们提出并证明了使用微流控技术制备产生被纳米阵列结构修饰的微球。纳米颗粒在微球表面自组装形成有序结构，因此每个微球可以作为单独的传感器，结合物理气相沉积的方法，可以获得具有拉曼活性的金属-纳米阵列结构微球，该结构微球可应用于生物分析和环境科学等领域。首先，使用微流控法乳化液滴，由于表面自由能缩小和静电斥力的作用，使得液滴内封装的无规排列的纳米颗粒逐渐在液滴表面自组装，形成有序排列的纳米阵列结构，经紫外光引发固化后得到表面修饰有纳米阵列结构的微球;其次，通过磁控溅射法，在该纳米阵列结构微球的表面均匀的沉积一层金属薄膜，获得金属-纳米阵列结构微球。本章中,我们重点研究了修饰微球的纳米颗粒粒径尺寸、沉积金属种类以及金属膜厚对该金属-纳米阵列结构微球在微观表面形貌和光学性质的影响，并获得具有表面拉曼增强功能的微球。该方法制备的具有拉曼活性的金属-纳米阵列结构微球克服了由“湿法”化学方法的自组装技术或基于“自上而下”方法的刻蚀技术制备的拉曼活性(SERS)基底的局限性，而实现了重现性好、均一性好、大面积、低成本的基于球型的SERS微球，其拉曼增强因子显著，也为SERS传感器开拓了新的途径，未来可以在分子检测相关领域，如生物、化学、环境和食品等，发挥重要作用。