從1990年Manz等人首次提出了微型全分析係統的概念，到2003年Forbes雜誌將微流控技術評為影響人類未來15件最重要的發明之一，微流控技術得到了飛速的發展
，其中的微流控芯片技術作為當前分析科學的重要發展前沿，在生物、化學、醫藥等領域都發揮著巨大的作用
，成為科學家手中流動的“ 芯”。

 

 

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。通過在微尺度下流體的控製
，在20世紀80年代
，微流控技術開始興起
，並在DNA芯片，芯片實驗室，微進樣技術，微熱力學技術等方向得到了發展。

 

微流控分析芯片最初在美國被稱為“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）
，它是微流控技術（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，在生物、化學、醫學等領域有著的巨大潛力，近年來已經發展成為一個生物、化學、醫學、流體、電子、材料
、機械等學科交叉的嶄新研究領域。

 

weiliukongxinpiancaiyongleisibandaotideweijidianjiagongjishuzaixinpianshanggoujianweiliuluxitong，jiangshiyanyufenxiguochengzhuanzaidaoyoubicilianxidelujingheyexiangxiaoshizuchengdexinpianjiegoushang，jiazaishengwuyangpinhefanyingyehou，caiyongweijixiebeng。dianshuilibenghedianshenliudengfangfaqudongxinpianzhonghuanchongyedeliudong，xingchengweiliulu，yuxinpianshangjinxingyizhonghuolianxuduozhongdefanying。jiguangyoudaoyingguang、電化學和化學等多種檢測係統以及與質譜等分析手段結合的很多檢測手段已經被用在微流控芯片中
，對樣品進行快速、準zhun確que和he高gao通tong量liang分fen析xi。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？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） 比bi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。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。自zi1992 年微流控芯片CE 首次報道以來，進展很快？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。

 

 

微全分析係統的概念是在1990年首次由瑞士Ciba2Geigy公司的Manz與Widmer提出的，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Manzdengjizaipingbanweixinpianshangshixianlemaoxiguandianyongyuliudong。weixingquanfenxixitongdangqiandefazhanqianyan。weiliukongfenxixitongcongyimaoxiguandianyongfenliweihexinfenxijishufazhandaoyeyecuiqu、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。已yi有you多duo篇pian文wen獻xian報bao道dao采cai用yong多duo相xiang層ceng流liu技ji術shu實shi現xian芯xin片pian上shang對dui試shi樣yang的de無wu膜mo過guo濾lv
、無(wu)膜(mo)滲(shen)析(xi)和(he)萃(cui)取(qu)分(fen)離(li)。同(tong)時(shi)也(ye)有(you)采(cai)用(yong)微(wei)加(jia)工(gong)有(you)膜(mo)微(wei)滲(shen)析(xi)器(qi)完(wan)成(cheng)質(zhi)譜(pu)分(fen)析(xi)前(qian)試(shi)樣(yang)前(qian)處(chu)理(li)操(cao)作(zuo)的(de)報(bao)道(dao)。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。

 

zhizhijinri，geguokexuejiazaizheyilingyuzuochugengjiaxianzhudichengji。weiliukongjishuzuoweidangqianfenxikexuedezhongyaofazhanqianyan
，zaiyanjiuyuyingyongfangmiandouqudelefeisudefazhan。

 

芯片集成的單元部件越來越多

，且集成的規模也歸來越大，使著微流控芯片有著強大的集成性。同時可以 大量平行處理樣品，具有高通量的特點，分析速度快、耗低
，物耗少

，汙染小
，分析樣品所需要的試劑量僅幾微升至幾十個微升
，被分析的物質的體積甚至在納升級或皮升級。

 

廉價，安全，因此，微流控分析係統在微型化。集成化合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。

 

 

weiliukongfenxixinpianzuichuzhishizuoweinamijishugemingdeyigebuchong
，zaijingliledasixuanchuanjilengluodebutongshiqihou，zuizhongqueshixianleshangyehuashengchan。weiliukongfenxixinpianzuichuzaimeiguobeichengwei“ 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） 。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。微流控芯片CE 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。

 

我(wo)國(guo)在(zai)微(wei)流(liu)控(kong)分(fen)析(xi)方(fang)麵(mian)的(de)研(yan)究(jiu)雖(sui)然(ran)起(qi)步(bu)較(jiao)國(guo)外(wai)晚(wan)了(le)四(si)到(dao)五(wu)年(nian)，但(dan)在(zai)多(duo)個(ge)相(xiang)關(guan)的(de)學(xue)科(ke)領(ling)域(yu)都(dou)具(ju)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)積(ji)累(lei)與(yu)優(you)勢(shi)，我(wo)國(guo)具(ju)有(you)世(shi)界(jie)上(shang)最(zui)大(da)的(de)微(wei)流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)市(shi)場(chang)
，用(yong)中(zhong)國(guo)的(de)芯(xin)片(pian)產(chan)品(pin)占(zhan)領(ling)這(zhe)一(yi)市(shi)場(chang)是(shi)我(wo)國(guo)科(ke)學(xue)家(jia)責(ze)無(wu)旁(pang)貸(dai)的(de)使(shi)命(ming)。3月26日多名微流控領域的專家也將參加在上海舉辦的2015（第三屆）xianjintiwaizhenduanjishufenghui，gongtongduiweiliukongdexianjinjishujinxingzongjiehefenxi，duiwoguodeweiliukongxinpianyanjiulingyujinxinggengduodejiedu。xiangxinjingguobuxiedenuli，weiliukongxinpianpengbodefazhanzaiwoguohenkuaijianghuidaolai。