微流控
，是一種精確控製和操控微尺度流體，尤其特指亞微米結構的技術。在DNA芯片，芯片實驗室，微進樣技術，微熱力學技術等方向發展。而微流控分析芯片是微流控技術（Microfluidics）實現的主要平台，可以把生物
、化學
、醫學分析過程的樣品製備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上
，自動完成分析全過程。有著體積輕巧
、使用樣品及試劑量少
，且反應速度快、可大量平行處理及可即用即棄等優點的微流控芯片
，可以開發出生物計算機、基因與蛋白質測序、質譜和色譜等分析係統，成為係統生物學尤其係統遺傳學的極為重要的技術基礎。

微流控芯片的原理

微(wei)流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)采(cai)用(yong)類(lei)似(si)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)微(wei)機(ji)電(dian)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)在(zai)芯(xin)片(pian)上(shang)構(gou)建(jian)微(wei)流(liu)路(lu)係(xi)統(tong)
，將(jiang)實(shi)驗(yan)與(yu)分(fen)析(xi)過(guo)程(cheng)轉(zhuan)載(zai)到(dao)由(you)彼(bi)此(ci)聯(lian)係(xi)的(de)路(lu)徑(jing)和(he)液(ye)相(xiang)小(xiao)室(shi)組(zu)成(cheng)的(de)芯(xin)片(pian)結(jie)構(gou)上(shang)，加(jia)載(zai)生(sheng)物(wu)樣(yang)品(pin)和(he)反(fan)應(ying)液(ye)後(hou)，采(cai)用(yong)微(wei)機(ji)械(xie)泵(beng)。電(dian)水(shui)力(li)泵(beng)和(he)電(dian)滲(shen)流(liu)等(deng)方(fang)法(fa)驅(qu)動(dong)芯(xin)片(pian)中(zhong)緩(huan)衝(chong)液(ye)的(de)流(liu)動(dong)，形(xing)成(cheng)微(wei)流(liu)路(lu)，於(yu)芯(xin)片(pian)上(shang)進(jin)行(xing)一(yi)種(zhong)或(huo)連(lian)續(xu)多(duo)種(zhong)的(de)反(fan)應(ying)。微(wei)流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)的(de)最(zui)大(da)特(te)點(dian)是(shi)在(zai)一(yi)個(ge)芯(xin)片(pian)上(shang)可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)多(duo)功(gong)能(neng)集(ji)成(cheng)體(ti)係(xi)和(he)數(shu)目(mu)眾(zhong)多(duo)的(de)複(fu)合(he)體(ti)係(xi)的(de)微(wei)全(quan)分(fen)析(xi)係(xi)統(tong)。而(er)微(wei)型(xing)反(fan)應(ying)器(qi)是(shi)芯(xin)片(pian)實(shi)驗(yan)室(shi)中(zhong)常(chang)用(yong)的(de)用(yong)於(yu)生(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)結(jie)構(gou)，如(ru)毛(mao)細(xi)管(guan)電(dian)泳(yong)、聚合酶鏈反應、酶反應和DNA 雜交反應的微型反應器等 。其中電壓驅動的毛細管電泳（Capillary Electrophoresis ， CE） 它(ta)是(shi)在(zai)芯(xin)片(pian)上(shang)蝕(shi)刻(ke)毛(mao)細(xi)管(guan)通(tong)道(dao)，在(zai)電(dian)滲(shen)流(liu)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)樣(yang)品(pin)液(ye)在(zai)通(tong)道(dao)中(zhong)泳(yong)動(dong)
，完(wan)成(cheng)對(dui)樣(yang)品(pin)的(de)檢(jian)測(ce)分(fen)析(xi)
，如(ru)果(guo)在(zai)芯(xin)片(pian)上(shang)構(gou)建(jian)毛(mao)細(xi)管(guan)陣(zhen)列(lie)，可(ke)在(zai)數(shu)分(fen)鍾(zhong)內(nei)完(wan)成(cheng)對(dui)數(shu)百(bai)種(zhong)樣(yang)品(pin)的(de)平(ping)行(xing)分(fen)析(xi)。因(yin)為(wei)較(jiao)容(rong)易(yi)在(zai)微(wei)流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)上(shang)實(shi)現(xian)
，因(yin)而(er)成(cheng)為(wei)其(qi)中(zhong)發(fa)展(zhan)最(zui)快(kuai)的(de)技(ji)術(shu)。自(zi)1992 年微流控芯片CE 首次報道以來，首台商品儀器是微流控芯片CE 生化分析儀（Aglient）
，可提供用於核酸及蛋白質分析的微流控芯片產品。
　　
微流控芯片的發展

微全分析係統的概念是在1990年首次被提出
，當時主要強調了分析係統的“微” 與“全”，及微管道網絡的MEMS加工方法
，而並未明確其外型特征。次年Manz等即在平板微芯片上實現了毛細管電泳與流動。微流控分析係統從以毛細管電泳分離為核心分析技術發展到液液萃取

、過濾、無wu膜mo擴kuo散san等deng多duo種zhong分fen離li手shou段duan。其qi中zhong多duo相xiang層ceng流liu分fen離li微wei流liu控kong係xi統tong結jie構gou簡jian單dan，有you多duo種zhong分fen離li功gong能neng，具ju有you廣guang泛fan的de應ying用yong前qian景jing。逐zhu漸jian地di
，微wei流liu控kong分fen析xi係xi統tong從cong以yi電dian滲shen流liu為wei主zhu要yao液ye流liu驅qu動dong手shou段duan發fa展zhan到dao流liu體ti動dong力li、氣壓
、重力、離心力
、剪切力等多種手段。

微流控芯片的特點

xinpianjichengdedanyuanbujianyuelaiyueduo，qiejichengdeguimoyeguilaiyueda，shizheweiliukongxinpianyouzheqiangdadejichengxing。tongshikeyidaliangpingxingchuliyangpin，juyougaotongliangdetedian，fenxisudukuai、耗hao低di

，物wu耗hao少shao，汙wu染ran小xiao，分fen析xi樣yang品pin所suo需xu要yao的de試shi劑ji量liang僅jin幾ji微wei升sheng至zhi幾ji十shi個ge微wei升sheng，被bei分fen析xi的de物wu質zhi的de體ti積ji甚shen至zhi在zai納na升sheng級ji或huo皮pi升sheng級ji。廉lian價jia
，安an全quan，因yin此ci
，微wei流liu控kong分fen析xi係xi統tong在zai微wei型xing化hua、集成化、便攜化方麵的優勢為其在生物醫學研究

、藥物合成篩選、環境監測與保護、衛生檢疫、司法鑒定、生物試劑的檢測等眾多領域的應用提供了極為廣闊的前景。
　　
微流控芯片的前景

微(wei)流(liu)控(kong)分(fen)析(xi)芯(xin)片(pian)最(zui)初(chu)隻(zhi)是(shi)作(zuo)為(wei)納(na)米(mi)技(ji)術(shu)革(ge)命(ming)的(de)一(yi)個(ge)補(bu)充(chong)，在(zai)經(jing)曆(li)了(le)大(da)肆(si)宣(xuan)傳(chuan)及(ji)冷(leng)落(luo)的(de)不(bu)同(tong)時(shi)期(qi)後(hou)，最(zui)終(zhong)卻(que)實(shi)現(xian)了(le)商(shang)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)。微(wei)流(liu)控(kong)分(fen)析(xi)芯(xin)片(pian)最(zui)初(chu)在(zai)美(mei)國(guo)被(bei)稱(cheng)為(wei)“芯片實驗室”（lab-on-a-chip）
，在歐洲被稱為“微整合分析芯片”（micrototal analytical systems），隨著材料科學

、微納米加工技術和微電子學所取得的突破性進展，微流控芯片也得到了迅速發展
，但還是遠不及“摩爾定律”所預測的半導體發展速度。原則上，微流控芯片可以用於各個分析領域，如生物醫學、新藥物的合成與篩選、以及食品和商品檢驗、環境監測、刑事科學、軍事科學和航天科學等其他重要應用領域
，其中生物分析是熱點。目前其應用主要集中在核酸分離和定量、DNA 測序
、基因突變和基因差異表達分析等。另外，蛋白質的篩分在微流控芯片中也已有報道針對病原微生物基因組的特征性片段、染色體DNA 的序列多態型、基因變異的位點及特征等
，設計和選擇合適的核酸探針
，經PCR 擴增後檢測
，就能獲得病原微生物種屬、亞型
、毒力、抗藥、致病、同源性
、多態型、變異和表達等信息，為疾病的診斷和治療提供一個很好的切入點。
　　
國際上公認的PCR 產物檢測共有五種方法
，按其靈敏度高低順序排列為：毛細管電泳法
、固相雜交法、液相雜交法、高壓液相雜交法和凝膠電泳法（不推薦臨床） 。而微流控芯片CE 以毛細管電泳為該芯片主體，無需進行探針雜交，受檢樣品的信號獲得率接近百分之百。並且可檢測15~7500bp範圍的PCR產物，分辨率可達20bp

，樣品微量化使擴散進一步減少，分離效果極好，每孔可供多個不同的PCR 產物作同時分析。
　　
woguozaiweiliukongfenxifangmiandeyanjiusuiranqibujiaowan，danzaiduogexiangguandexuekelingyudoujuyouzugoudejingyanjileiyuyoushi。zhongguoxinpianchanpinzhanlingweiliukongxinpianshichangzhirikedai。