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微流控芯片将生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生化反应、分离、检测等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用于取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术平台，又称芯片实验室(Lab on a Chip)。微流控技术以其分析快速、微型易携、高集成化和试剂消耗量少等优点，迅速发展成为分析化学的一个重要分支。因打印技术制作微流控芯片和芯片模板具有设计方便、制作快捷、廉价易得等优点，本论文重点利用了该技术，围绕微/纳流控芯片的设计、加工和应用等三个方面，开展了以下几个方面的工作。
1．打印芯片毛细管电泳实现高效分离多巴胺肾上腺素的简易方法
提出了通过简单调节缓冲溶液pH值来调控电渗流大小的新方法，在未修饰打印微流控芯片上实现了对多巴胺和肾上腺素的基线分离—电化学检测。实验发现，通过调节缓冲溶液的pH值，可以方便的调控电渗流。在优化的实验条件下(pH2.5)，在未修饰打印微流控芯片电泳上可以实现多巴胺和肾上腺素的基线分离。这种通过缓冲液pH调节改变芯片表面性质和被分离物种荷电性质的方法可用于其它生化样品的分离检测。本方法无需对微通道进行修饰，且制备打印芯片的方法简单，制得的芯片价格低廉。
2．基于纳米结构的蛋白质富集和纯化芯片的研制及其应用
提出了一种快速制作蛋白质等生化分子快速富集打印芯片的方法，并对富集机理进行了探讨。实验中，打印芯片上的两个V形微通道被宽度为100μm的打印碳粉层隔开。在芯片上制备纳米结构的方法是在两微通道间的打印碳粉层施加高压电场脉冲，使得碳粉层击穿，形成纳米级的缝隙。当在纳米缝隙两边的微通道施加一定电压时，荷负电的蛋白质分子在纳米缝隙的正极一侧实现快速、高效富集。对不同浓度的蛋白样品，该种富集打印芯片可在10 min内实现103-105的富集倍数。富集机制为排除富集机理。利用本方法制备的芯片，还可以通过调控所施加的电压，实现对不同荷电分子的分离与富集。这种简单有效的微纳流控芯片富集和纯化装置可作为一次性样品处理单元用于实际生化样品的分离富集与分析。
3．打印模板和液体模板的制作及应用
提出了液体模板的概念，并将打印模板与液体模板结合，制作了用于晶体生长的PDMS微流控器件，并对液体模板法的其它应用进行了初步探索。实验中，利用普通激光打印机将微通道的图形打印在透明胶片上，通过多次热压层合转移碳粉层的方式得到管道高度合适的打印模板。由于水与PDMS互不相溶，且密度比PDMS大，因而在PDMS器件加工过程中，可以水为液体模板制作PDMS芯片中的微室结构和PDMS薄膜等。利用这种方法制得的PDMS微流控器件可用于NaCl等晶体生长条件筛选，并可拓展到蛋白质结晶条件筛选的研究中。由于芯片加工过程无需任何化学试剂，因此具有方便灵活、绿色环保和廉价快速的优点。