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微流控技术，作为芯片实验室(Lab on a Chip)的基础和核心技术，是在微米级结构中操控纳升至皮升级流体的一种技术，主要通过对微通道内流体的操控，在芯片系统中完成包括采样、稀释、进样、反应、分离、分析检测等功能，她以其分析快速、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。由于微流控技术是着眼于微米级甚至纳米级尺寸的技术，因此有效地通过引入新方法和新成果在微流控系统中构建微纳结构就显得非常的迫切和必要。本文主要就围绕了微纳结构在微流控系统中的构建及应用开展了以下三个方面的工作。
⑴PET电泳分离芯片中表面微结构对神经递质分离效率的影响。研究了在芯片电泳中微管道的表面微结构对分离效率的影响。为了减少环境温度对分离效率的影响，更好的了解表面微结构对电泳分离行为的影响，成功设计并制作了一套恒温芯片电泳装置，用于精密地控制电泳分离的温度。利用激光打印机的运行机理和计算机绘图软件设计的不同灰度，巧妙地在管道表面形成了周期性分布的大小不一的微结构(微堰)。实验中通过测定理论塔板数和相对分离度评估了不同尺寸的表面微结构对分离效率的影响，通过分析由微堰产生的混合效应和分离时间的变化，发现在由较小灰度如30％灰度形成的微堰下，多巴胺和肾上腺素的分离度有一定的提高，但在较大灰度尤其是50％灰度形成的微堰下，随着微堰尺寸的增大分离度明显降低。
⑵微流控芯片通道内对纳米粒子的高度有序组装。通过设计新颖的微芯片以及改进自组装的条件，通过向胶体溶液施加极小的压力，或是减缓胶体溶液在管道堆积端的蒸发速度，或是通过利用不同厚度PDMS的不同透气性，有效的控制了胶体溶液组装时的定向流速，成功地在微管道内组装了粒径不一的高度有序的胶体晶体，并用光纤光谱仪和电子扫描显微镜表征了胶体晶体的光学性质和表面形态。
⑶无塞式纳米粒子填充床电渗泵的设计和制备。在微流控芯片上设计并集成制作了无塞式填充床电渗泵，并对泵的工作情况进行了初步的探讨。通过利用微通道管口溶剂蒸发作用形成的胶体溶液的定向组装，实现了二氧化硅纳米粒子在微通道中有序的自组装。结合硅化学知识，利用二氧化硅纳米粒子在碱性溶液中的特殊性质，有效地在微管道中固定了纳米二氧化硅粒子，形成填充式“整体柱”，从而在PDMS/玻璃杂交式微流控芯片上集成了无塞式填充床电渗泵，并测定了电渗泵在不同填充床长度下的流速。