近年來，微流控學這個術語頻繁地出現在論文和學科雜志上，再加上體外診斷產品正在向小型化，自動化和智能化的方向發展，作為POCT化的有力工具，微流控學正在引起人們的關注。

-什么是微流控學-

微流控學是指精確控制和操作流體，在幾何上受限于小范圍（通常為亞毫米級）的尺寸，毛細管滲透在該范圍內控制質量傳輸。它是一個多學科領域，涉及工程、物理、化學、生物化學、納米技術和生物技術。它在處理少量流體以實現多路傳輸，自動化和高通量篩選的系統設計中具有實際應用。

微流體技術的特有優勢是儀器尺寸小，分析速度快，反應時間短，能耗低，可進行多次分析的并行操作，以便作為便攜式設備，并能夠有效減少樣品和試劑的使用量等。

-微流控芯片的材料-

多年來，玻璃，硅和聚合物已被用于制造微流控裝置。每一種材料在作為微流控芯片的應用中都有其各自的優缺點。下面，我們將簡要描述微流體技術中最常用的材料。

聚二甲基硅氧烷，又稱PDMS-實驗室經常使用PDMS進行單芯片原型設計。PDMS是一種透明且柔軟的彈性物體，由于通過鑄造來制造PDMS芯片非常容易且便宜，從而被廣泛使用。此外，由PDMS制成的芯片利用了震動微閥易于集成來實現快速流量切換以及空氣滲透性，用于細胞培養和研究。PDMS廣泛用于芯片原型設計，但是也同時暴露了它在工業生產的局限性。由于這種材料容易老化，而且PDMS吸收疏水分子，所以很難將電極集成到PDMS芯片中。另外，PDMS也不兼容高通量芯片制造工藝，如熱壓凸或注塑成型。

熱塑性聚合物，又稱PMMA PS-研究人員廣泛使用熱塑性聚合物來制造微流控芯片。即使熱塑性塑料比PDMS更復雜，成本更高，但熱塑性塑料是制造芯片的理想選擇，因為它們透明，與微米級光刻兼容，并且比PDMS更具化學惰性。對于某些應用，研究團隊通過熱塑性芯片獲得了非常好的結果，而且由于可以將微電極集成到其中，熱塑性材料可以很好地用于某些芯片實驗室的工業化。

玻璃-可與微米級機械加工兼容，具有化學惰性，并具有廣泛的化學表面處理和可復制的電極集成度， 玻璃 是微流控芯片工業化的最佳選擇。從研究的角度來看，玻璃芯片的制造需要潔凈室和對微細加工有深入了解的研究人員。因此，并非所有研究實驗室都可以使用玻璃芯片。

硅-第一個芯片是由硅制成的，微技術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選擇，這主要是因為硅價格昂貴，不具有光學透明性，并且需要潔凈的工作環境以及對微加工有較強專業認知的工作人員。此外，硅的導電性使得它不能用于需要高電壓（如電泳）的芯片實驗室操作。盡管如此，硅仍然是芯片產業化的備選材料，因為對于一些要求高的芯片應用的工業化，它仍然是一個不錯的選擇。

紙-紙基微流控芯片設備  對于要求超低成本的應用而言，紙基微流控是非常好的選擇，這為體外診斷領域提供了一個低成本，便攜化的平臺，使低收入和資源有限的人群可以使用它。另外它還具有生物兼容性好，檢測背景低，后處理簡單的優點。但是由于紙的特性造成的樣品利用率低，滲漏風險也是不容忽視。

那么這種人人推崇的微流控芯片優勢在哪里？

A 低成本

微流體技術降低分析成本。允許集成在同一芯片上進行大量測試，從而把每個單獨分析的成本降低到可以忽略不計的價格。

B 高度并行化

由于其集成微通道的能力，芯片技術允許在同一芯片上同時進行數十或數百次分析。這允許醫生在會診期間針對特定的疾病，快速有效地制定最適合的治療方案。

C 易用性和緊湊性

芯片允許在小體積內集成大量操作。只需要一塊僅有幾厘米的芯片，就可以進行類似于實驗室結果的檢測。使用芯片進行診斷可以減少預處理和其他復雜的人為操作，而且在大多數情況下，它們可以由護士在現場進行診斷。

D 減少人為錯誤

由于它大大減少人為操作，使用芯片進行的自動診斷與在實驗室進行的分析過程相比，將大大降低人為錯誤的風險。

E 更快的響應時間

在微觀尺寸下，化學物質的擴散、流動和熱量的擴散更快。可以在幾百毫秒內改變溫度，也可以在更短的時間內使化學物質充分混合。

F 低容量樣本

由于芯片系統每次分析僅需要少量樣本，因此這項技術通過減少昂貴化學品的使用來降低分析成本。另外，它無需從患者那里抽取大量樣本而達到診斷目的。

G 實時過程控制和監控，提高靈敏度

由于在微體積內的快速反應，人們可以在芯片上實時控制化學反應的環境，從而獲得更可控的結果。

H 應用廣

由于微流控芯片儀器價格低，自動化程度高，能耗低，因此也可以在室外環境中用于空氣和水的監測，而無需人工干預。此外，芯片將降低診斷成本、醫務人員培訓和基礎設施成本。因此，芯片技術使發展中國家以合理的成本更容易獲得現代醫學。

在不久的將來，利用微流控芯片的體外診斷產品將具有在短期內對患者進行完整診斷的能力，從而改變我們的疾病診療方式。診斷可由非專業人員完成，從而使醫生更專注于提供治療方案。實時診斷也將增加急診患者的生存機會。在發展中國家和非發達地區以低成本和簡易環境下進行診斷，做到疾病的早發現早治療。

雖然微流控芯片近十年來被稱為造福人類的技術，但是芯片技術以及對其的產業化仍然存在壁壘。關于芯片技術的研究主要集中在以下三個方面：

1、芯片技術的產業化，使其為商業化做好準備。這包括制造工藝的調整、特定表面處理、流量控制系統的設計等。

2、集成在同一芯片上的檢測指標的增加以及并行檢測的增加來實現單芯片多目標檢測。

3、提高芯片的易用性。比如使用智能手機進行膽固醇檢測、貧血診斷、心血管疾病監測或酶聯免疫吸附分析來實現芯片的基本功能。