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微流控芯片具有集成化和自动化程度高、分析速度快、样品和试剂消耗量少、尺寸小便于携带等诸多优点，近年来得到快速发展，为核酸和细胞的研究提供了重要的平台。 能形成G-四链体结构的DNA富G序列具有重要的研究意义，本文考察了在人体端粒DNA重复序列GGGTTA不同位置插入腺嘌呤碱基A对G-四链体结构及钾离子检测的影响。随着A的插入，G-四链体检测钾离子的线性响应范围由0.02-1 mmol/L变为0.2-16 mmol/L，使直接测定人体血清中钾离子的含量成为可能。并且在微流控芯片中构建了一种鱼骨状的混合结构，结合共聚焦荧光检测法，将G-四链体结构形成的反应引入到芯片中进行。 将微流控芯片液滴技术和阵列捕获技术相结合，制作了液滴生成和阵列捕获一体式芯片，比较了三种不同的液滴阵列捕获芯片结构对液滴的捕获效率和操作性能，选取了一种最优的液滴捕获结构。在优化的实验条件下，粒径约75μm的液滴在阵列捕获结构中均能被捕获，截留单液滴捕获率达到100％。进一步地，使用制作的芯片进行单细胞的包覆，实时染色以及细胞存活状态的检测。在优化的实验条件下，细胞包覆率达到30％。对捕获液滴中的单细胞进行实时染色结果表明，在5 min内获得了满意的细胞核实时染色。通过细胞死活实时染色对细胞存活状态直接进行了表征，常温下(25℃)细胞在芯片捕获结构中的存活时间大概是60 min。 制作了多通道（两通道和六通道）液滴阵列捕获芯片，在多通道液滴阵列捕获芯片中设计了引流通道，解决了碎屑阻塞液滴捕获单元和捕获到的液滴大小不均匀的问题。在单次实验中实现了对三种能诱导癌细胞凋亡但对正常细胞活性影响较小的药物PA1，PA2和PA3的筛选。结果表明，PA1对A549细胞膜的染色效果不明显，PA2和PA3对A549细胞膜的染色效果非常明显。虽然PA3诱导A549细胞凋亡的作用比PA2大，但作为细胞膜染料，PA2对A549的膜染色荧光分布比PA3均匀，为细胞膜染料的选择提供了参考意义。