微流控芯片（Microfluidic Chip）是一种微米级分析和检测系统,以微尺寸通道为主要结构,具有微型化、集成化和便携化的特点。微流控芯片作为一种新型的实验平台,是一个多学科交叉的科学研究领域,最初由广泛发展的微机电系统衍生而来。近年来,有关微流控芯片的研究迎来了迅猛的发展,其主要应用于生命科学领域。微流控芯片的发展实现了实验室小型化的理念,现已成为分析仪器发展的重要方向与前沿,并开始从实验室走向实际应用。探索低成本大批量生产的制造技术成为当前研究的热点之一。本硕士论文对近年来国内外微流控芯片研究现状进行了总结,并根据前人的研究成果和不足之处,对微流控芯片的加工工艺及相关实验进行了更加深入系统的研究。CO₂激光加工技术作为应用范围最广的激光加工种类之一,以其低廉的价格、易操作、精度高的优点成为了微流控芯片加工领域最流行的技术之一。对此本文对有关激光的产生机理及特点进行了论述,详细叙述了CO₂激光产生的特点,对激光切割过程进行了温度场数学建模分析,并运用数值仿真软件模拟出激光加工聚合物板材的温度场变化形态。作为最适合CO₂激光切割微通道的聚合物高分子材料,以其稳定的物理性能和化学性能,成为制作微流控芯片的重要材料。本文依据前人CO₂激光加工聚合物材料研究成果,继续对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚碳酸酯（PC）四种聚合物材料进行CO₂激光加工工艺研究,运用正交试验、对比试验方法系统的探究了激光加工参数对聚合物微通道形貌质量的影响。芯片热键合是微流控芯片制作过程中最重要的步骤,本文研究了相同热键合参数四种不同聚合材料混合热键合后形貌的差异,并制作了7层混合材料微流控芯片,探究新的热键合方法。本文对微流控芯片应用领域之一的浓度梯度产生器进行了系统的研究,通过优化改进微通道形貌,增加同等尺寸浓度梯度产生器的溶液混合效果。成功实现仿真对实验的预测、实验对仿真验证的研究方法。本课题完成了设计、仿真、制作、实验、后期仿真与实验对比一整套研究体系,为今后微流控芯片的研究提供重要的思路。