中文摘要：

微流控液滴具有消耗样品和试剂量少、混合速度快、零死体积及样品间无交叉污染等优点，在化学、生物学、医药学等领域具有广阔前景。本项目将磁引力、磁斥力、重力和表面张力与独特设计的微结构有机结合，在微流控芯片上实现皮升和纳升体积液滴多维操控和多功能操控单元集成，如生成、分裂、分选、萃取、融合、混合、捕获、释放、破乳及油相交换等。将液滴作为药物、试剂以及模型细胞和线虫的载体和微反应器，通过可控的液滴融合完成药物或试剂快速分配及其与细胞（干细胞、内皮细胞）和线虫的作用，并对其形态、行为、生物标志物等进行在线观测，在单细胞和单线虫水平实现对单体药物、药物优化组合、浓度梯度等多种筛选功能，并探索应用于心脑血管药物筛选。本项目发展多种创新性的免标记多维多功能液滴操控技术，不需要微阀和微电极集成等复杂加工工艺及气瓶和高压电源等大体积外部控制设备，方便实用，应用范围广，对液滴微流控学和药物筛选均具有重要价值。

结论摘要：

微液滴作为微流体操控的一种重要方式，具有消耗样品和试剂量少、混合速度快、零死体积及样品间无交叉污染等优点，在化学、生物学、医药学等领域具有广阔前景。本项目主要的研究成果体现为两方面一是建立和发展了多种微流控液滴操控的创新技术和方法，包括将磁引力、磁斥力、重力和表面张力与独特设计的微结构有机结合，在微流控芯片上实现皮升和纳升体积液滴多维操控和多功能操控单元集成，如液滴的生成、分裂、分选、萃取、融合、混合、捕获、释放、破乳及油相交换等；二是基于微流控芯片微液滴新技术应用于药物筛选与评价的新模型新方法探索，包括将液滴作为药物、试剂以及模型细胞和线虫的载体和微反应器，通过可控的液滴融合完成药物或试剂快速分配及其与细胞（干细胞、内皮细胞）和线虫、衣藻等模式生物的作用，并对其形态、行为、生物标志物等进行在线观测，在细胞和模式生物水平实现对单一药物、药物优化组合、浓度梯度等多种筛选功能，并应用到了心脑血管药物和抗肿瘤药物的筛选，并探索了模拟肿瘤组织缺氧微环境下的抗肿瘤药物活性筛选新方法，能够更好的反映体内环境下真实药物活性，建立的基于微流控液滴技术制备生物相容性凝胶微球包覆治疗干细胞的新技术在细胞治疗方面具有潜在的应用。本项目发展多种创新性的免标记多维多功能液滴操控技术，不需要微阀和微电极集成等复杂加工工艺及气瓶和高压电源等大体积外部控制设备，方便实用，应用范围广，对液滴微流控学和药物筛选均具有较重要价值。依托项目培养毕业博士生2名，硕士生3名，本项目已在国际期刊上发表SCI研究论文6篇（见附件成果目录），其中本学科一流期刊Anal chem. 1篇，Lab Chip 2篇。项目负责人在项目执行期间还获得教育部新世纪优秀人才支持计划、北京高校青年英才计划、清华大学基础研究青年人才计划等支持。