纸芯片分析装置（Microfluidic Paper-based Analytical Device,μPAD）是近些年来发展的一种新型微流控芯片技术。与传统的硅、玻璃、高聚物等材料相比,纸的成本低、制作简单、使用和携带方便,并且基于纸的微流控芯片可以将条形纸测试的优点与常规芯片实验室的分析检测功能相结合。因此,这种分析装置被称为纸上微型实验室,也被称为微流控纸分析器件,并且作为一次性分析器件在生化检测、疾病诊断、环境监测等领域的现场检测方面具有很大的应用前景。迄今为止,纸芯片分析常用的检测方法是光学检测和电化学检测。然而,这些检测方法对被检测物有特殊的要求,需要易于显色,或者易于标记,或者具有电化学活性的特点,并且这些检测方法很难做到将所有的单元操作直接集成到纸芯片中,这便大大限制了μPAD的小型化与便携式应用。酶生物燃料电池（enzymatic biofuel cell,EBFC）,因为它可以在合适的条件下将化学能转化为电能,并具有不需要外部电源、不依赖于传统的三电极体系、与μPAD结合更易于实现稳定的传感、实时的数字化测量和小型化的装置设计等特点,而受到了越来越多的关注。已发展的集成有生物燃料电池的纸芯片分析装置（EBFC-μPAD）,尽管代表了这一领域的重要进展,但受限于采用基于折纸或弹出式结构的纸芯片,难以满足EBFC-μPAD上流体操控的灵活性要求。因此,目前如何将流体的灵活操控、反应、识别传感与检测等单元操作有效集成到纸芯片分析装置上完成,仍然是一个挑战性的问题。另一方面,凝血酶检测对于相关疾病的早期诊断、病程监测及病理研究等方面具有重要意义。传统的凝血酶检测方法是以酶联免疫吸附试验（ELISA）为金标准,但其存在抗体亲和力低、化学稳定性差、制备复杂、成本高等局限。因此,发展灵敏、快速、低成本和便于现场检测的凝血酶检测技术与方法,也是μPAD研究中一个亟待解决的问题。本论文针对上述问题,设计并构建了一种自供能旋转纸芯片分析装置（Self-powered RotatingμPAD,SPR-μPAD）。利用该装置,实现了同一纸芯片上流体的灵活操控、试样采集、预处理、反应/孵育、EBFC自供能、信号输出等操作与灵敏、快速、低成本和小型化的凝血酶检测。论文包括以下二部分:第一章绪论。首先简单介绍了纸芯片分析装置及凝血酶检测的研究意义,然后介绍了纸芯片分析装置及其用于凝血酶检测的研究进展,最后提出了拟解决的科学问题和本论文的研究思路。第二章针对目前纸芯片上多种单元操作的集成与灵敏、快速、低成本和小型化的μPAD检测等问题,设计构建出一种自供能旋转纸芯片分析装置（SPR-μPAD）。该装置将流体的灵活操控、试剂采集、预处理、孵育/反应、EBFC自供能、信号输出等单元与灵敏、快速、低成本和小型化的检测集成与一体。在此基础上,利用构建的SPR-μPAD,发展了一种高灵敏、高选择性、便携、简便与低成本的凝血酶定量检测新方法,并通过加标回收率实验验证了SPR-μPAD（及其所建方法）的有效性与可操作性。这些结果与突破,将为凝血酶的现场检测与相关疾病的即时诊断提供一种新途径。