中文摘要：

探索CO2生物或仿生转化为有用生物物质的技术途径对人类社会及环境的可持续发展极有意义。本项目将光合作用碳反应这种涉及CO2固定起始及后续4个以上的酶的级联反应，从光合作用全过程中拆解，以微流控方式重新布局与操纵，使CO2朝着特定有用生物物质转化。以改进的微丝模塑工艺构建出的微液滴形成与操纵装置，用以实现反应试剂的液滴生成、运行、融合、凝胶化固定等过程，同时定量监测每一个操纵环节的变化，研究分析这种反应流程中CO2固定率与同化率的影响因素，得出优化的微流控技术方案，为进一步发展出可流程化实现碳捕获并转化基本过程的流控高效碳转化器提供关键技术基础，从而为温室效应引起的全球范围内的碳减排问题以及能源危机提供新的解决途径。

结论摘要：

温室效应引起的全球范围内的碳减排问题以及能源危机急切地需要更多有效的解决途径。模仿大自然光合作用过程，探索CO2 生物或仿生转化为有用生物物质的新技术途径受到广泛关注。本项目以探索光合作用碳反应循环起始反应的微流控实现方式为目标，探讨了基于微丝模塑、拉锥毛细管、PMMA为基底材料的CNC表面微加工及键合技术、基于柔性覆铜板激光打印的软刻工艺以及基于UV平板打印等工艺条件下构建的微流控装置的技术方案及可能应用。这些探讨深入到以下几个技术侧面对所构建的侧壁沟通式？型微圆通道装置的微液滴生成能力作了表征，对基于拉锥毛细管聚焦流微装置的藻酸盐凝胶微纤维生成能力作了表征并初步应用于叶绿体包封，利用构建的简单流控网络原型装置来探讨基于离体Rubisco酶的光合碳转化反应的流控限制因素，初步构建从新鲜叶片作为起始的微流控离解流程，试验微流控二步法液滴生成与双重溶胶化原型装置用于叶绿体基质提取，构建了碳转化流控过程监控研究设备等。这些技术原型及可能实现的技术功能的组合，正在被进一步地改进与应用来解析光合碳转化循环初始反应环节的分隔能力与流控因素，为Rubisco转化CO2的酶效提升这一世界级难题提供新见解，为最终达成可以重新布局与操纵碳转化基本过程的微流控碳转化器这一目标提供关键技术基础。