近年来，微流控学这个术语频繁地出现在论文和学科杂志上，再加上体外诊断产品正在向小型化，自动化和智能化的方向发展，作为POCT化的有力工具，微流控学正在引起人们的关注。

-什么是微流控学-

微流控学是指精确控制和操作流体，在几何上受限于小范围（通常为亚毫米级）的尺寸，毛细管渗透在该范围内控制质量传输。它是一个多学科领域，涉及工程、物理、化学、生物化学、纳米技术和生物技术。它在处理少量流体以实现多路传输，自动化和高通量筛选的系统设计中具有实际应用。

微流体技术的特有优势是仪器尺寸小，分析速度快，反应时间短，能耗低，可进行多次分析的并行操作，以便作为便携式设备，并能够有效减少样品和试剂的使用量等。

-微流控芯片的材料-

多年来，玻璃，硅和聚合物已被用于制造微流控装置。每一种材料在作为微流控芯片的应用中都有其各自的优缺点。下面，我们将简要描述微流体技术中最常用的材料。

聚二甲基硅氧烷，又称PDMS-实验室经常使用PDMS进行单芯片原型设计。PDMS是一种透明且柔软的弹性物体，由于通过铸造来制造PDMS芯片非常容易且便宜，从而被广泛使用。此外，由PDMS制成的芯片利用了震动微阀易于集成来实现快速流量切换以及空气渗透性，用于细胞培养和研究。PDMS广泛用于芯片原型设计，但是也同时暴露了它在工业生产的局限性。由于这种材料容易老化，而且PDMS吸收疏水分子，所以很难将电极集成到PDMS芯片中。另外，PDMS也不兼容高通量芯片制造工艺，如热压凸或注塑成型。

热塑性聚合物，又称PMMA PS-研究人员广泛使用热塑性聚合物来制造微流控芯片。即使热塑性塑料比PDMS更复杂，成本更高，但热塑性塑料是制造芯片的理想选择，因为它们透明，与微米级光刻兼容，并且比PDMS更具化学惰性。对于某些应用，研究团队通过热塑性芯片获得了非常好的结果，而且由于可以将微电极集成到其中，热塑性材料可以很好地用于某些芯片实验室的工业化。

玻璃-可与微米级机械加工兼容，具有化学惰性，并具有广泛的化学表面处理和可复制的电极集成度， 玻璃 是微流控芯片工业化的最佳选择。从研究的角度来看，玻璃芯片的制造需要洁净室和对微细加工有深入了解的研究人员。因此，并非所有研究实验室都可以使用玻璃芯片。

硅-第一个芯片是由硅制成的，微技术是基于硅芯片的微加工。如今，硅并不是用于制造芯片的第一选择，这主要是因为硅价格昂贵，不具有光学透明性，并且需要洁净的工作环境以及对微加工有较强专业认知的工作人员。此外，硅的导电性使得它不能用于需要高电压（如电泳）的芯片实验室操作。尽管如此，硅仍然是芯片产业化的备选材料，因为对于一些要求高的芯片应用的工业化，它仍然是一个不错的选择。

纸-纸基微流控芯片设备  对于要求超低成本的应用而言，纸基微流控是非常好的选择，这为体外诊断领域提供了一个低成本，便携化的平台，使低收入和资源有限的人群可以使用它。另外它还具有生物兼容性好，检测背景低，后处理简单的优点。但是由于纸的特性造成的样品利用率低，渗漏风险也是不容忽视。

那么这种人人推崇的微流控芯片优势在哪里？

A 低成本

微流体技术降低分析成本。允许集成在同一芯片上进行大量测试，从而把每个单独分析的成本降低到可以忽略不计的价格。

B 高度并行化

由于其集成微通道的能力，芯片技术允许在同一芯片上同时进行数十或数百次分析。这允许医生在会诊期间针对特定的疾病，快速有效地制定最适合的治疗方案。

C 易用性和紧凑性

芯片允许在小体积内集成大量操作。只需要一块仅有几厘米的芯片，就可以进行类似于实验室结果的检测。使用芯片进行诊断可以减少预处理和其他复杂的人为操作，而且在大多数情况下，它们可以由护士在现场进行诊断。

D 减少人为错误

由于它大大减少人为操作，使用芯片进行的自动诊断与在实验室进行的分析过程相比，将大大降低人为错误的风险。

E 更快的响应时间

在微观尺寸下，化学物质的扩散、流动和热量的扩散更快。可以在几百毫秒内改变温度，也可以在更短的时间内使化学物质充分混合。

F 低容量样本

由于芯片系统每次分析仅需要少量样本，因此这项技术通过减少昂贵化学品的使用来降低分析成本。另外，它无需从患者那里抽取大量样本而达到诊断目的。

G 实时过程控制和监控，提高灵敏度

由于在微体积内的快速反应，人们可以在芯片上实时控制化学反应的环境，从而获得更可控的结果。

H 应用广

由于微流控芯片仪器价格低，自动化程度高，能耗低，因此也可以在室外环境中用于空气和水的监测，而无需人工干预。此外，芯片将降低诊断成本、医务人员培训和基础设施成本。因此，芯片技术使发展中国家以合理的成本更容易获得现代医学。

在不久的将来，利用微流控芯片的体外诊断产品将具有在短期内对患者进行完整诊断的能力，从而改变我们的疾病诊疗方式。诊断可由非专业人员完成，从而使医生更专注于提供治疗方案。实时诊断也将增加急诊患者的生存机会。在发展中国家和非发达地区以低成本和简易环境下进行诊断，做到疾病的早发现早治疗。

虽然微流控芯片近十年来被称为造福人类的技术，但是芯片技术以及对其的产业化仍然存在壁垒。关于芯片技术的研究主要集中在以下三个方面：

1、芯片技术的产业化，使其为商业化做好准备。这包括制造工艺的调整、特定表面处理、流量控制系统的设计等。

2、集成在同一芯片上的检测指标的增加以及并行检测的增加来实现单芯片多目标检测。

3、提高芯片的易用性。比如使用智能手机进行胆固醇检测、贫血诊断、心血管疾病监测或酶联免疫吸附分析来实现芯片的基本功能。