什么是微流控芯片？
微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上， 自动完成分析全过程。
微流控芯片分析以芯片为操作平台，同时以分析化学为基础，以微机电加工技术为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学为目前主要应用对象，它的目标是把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上，且可以多次使用。
微流控芯片是微流控技术实现的主要平台。其装置特征主要是其容纳流体的有效结构（通道、反应室和其它某些功能部件）至少在一个纬度上为微米级尺度。
微流控芯片的分类
微流控芯片包括：白金电阻芯片, 压力传感芯片, 电化学传感芯片, 微/纳米反应器芯片, 微流体燃料电池芯片, 微/纳米流体过滤芯片等。
微流控芯片的特点
微流控芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点,它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析,并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。
微流控芯片的基本结构
微流控芯片的基本结构是比较简单的，就是在几十个平方厘米的基板上加工出微通道，然后将盖片和基片键合到一起，以形成封闭的微流体通道。根据芯片上的通道个数，可以将其分为单通道和多通道两类微流控芯片。单通道的微流控芯片，一般有1个储液池（包括1个缓冲溶液池、1个样品池和1个样品废液池和1个废液池），以及连接各池之间的微沟道。电泳芯片分离微通道的网络形状主要有直线型、螺旋形、多边形、弯曲形等，其中直线形结构简单、分离效率高，适合于较长的分离通道。多通道的微流控芯片也称为集成毛细管电泳芯片。多通道的微流控芯片是指在1个芯片上制出多个微通道，这样便可以在同一片芯片上同时并行处理不同或相同的样品，从而提高了芯片通量，正逐渐成为微流控芯片的一种发展趋势。Woolley等人制备出一种具有12个通道的电泳芯片，12个微通道及两个用于光学校准的沟道分布在50mm×75mm的玻璃芯片上，可在160s内并行分析12种不同的样品。
Shi等人又制作出了一种96通道的微流控芯片，这96个通道呈辐射状分布在直径为10cm的圆形芯片上。这种96通道的芯片则克服了在同一个分离通道内连续分离两种不同样品可能引起彼此污染的局限。它的96个分离通道分别对应于96个样品池，而且分离通道无弯曲，各通道宽110μm，深约50μm，提高了通道的深宽比。并且每两个样品池共享一个阴极池和一个废液池，整个芯片只有一个公用的阳极池，布置在圆形芯片的中心，使整个芯片更加紧凑和集成化。
微流控芯片的基体材料
微流控芯片的基体材料，最常用的是晶体硅和玻璃。晶体硅具有散热好、强度大、价格适中、纯度高和耐腐蚀等优点，但绝缘性和透光性较差，深度刻蚀困难、硅基片的粘合成功率低影响了硅的应用。玻璃是现今使用得最多的一种芯片材料，因为玻璃有一定的强度、散热性、透光性和绝缘性大都比较好，很适合通常的样品分析；但存在深度刻蚀困难，键合温度高且键合成品率低等缺点。
塑料价格便宜、绝缘性好，可施加高电场实现快速分离，成形容易，批量生产成本低，易获得高深宽比的微结构，经紫外、激光和化学处理后还可以改变电渗流，具有广阔的应用前景。但塑料的导热性差，热封接后微通道容易变形，虽然可以采用粘接方法，但粘接剂易堵塞微通道。硅橡胶（PDMS）具有价格便宜、绝缘性好、易成形和批量生产成本低等优点，采用光激发检测时产生的背景荧光比塑料低，已成为另一个研究热点。
微流控芯片的加工特点
微流控分析芯片是通过微细加工技术将微管道、微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件，窗口和连接器等功能元件像集成电路一样，使它们集成在芯片材料(基片)上的微全分析系统。其加工特点如下：
(1)以微管道为网络，将微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件等连接在一起，对加入微通道中的流体进行控制与分离测定，以完成多种分析功能，如采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等。
(2)微流控分析芯片的面积为几个平方厘米。
(3)微管道宽度和深度为微米级。
(4)芯片材料已从硅片发展到玻璃，石英，有机聚合物等，因此也发展了有机聚合物材料的加工技术。在传统的光刻和蚀刻的基础上发展了模塑法，热压法，激光烧蚀法，LIGA技术和软光刻等新方法。
微流控芯片的优点
(1)微流控芯片具有极高的效率，可在数秒至数十秒时间内自动完成分离、测定或其他更复杂的操作。分离和分析速度常高于相对应当宏观分析方法一至二个数量级。其高分析或处理速度即来源于微米级通道中的高导热和传质速率，也直接来源于结构尺寸的缩小。
(2)微流控分析的试样与试剂消耗已降低到数微升水平，并随着技术的提高，还可能进一步减少。降低了分析费用户贵重生物试样的消耗，也减少了环境的污染。
(3)用微加工技术制作的微流控芯片部件的微小尺寸使多个部件与功能可能集成在数平方厘米的芯片上，在此基础上易制备功能齐全的便携式仪器，用于各类现场分析。
(4)微流控芯片的微小尺寸使材料消耗甚微。当实现批量生产后，芯片成本可望大幅度降低，有利于普及。
微流控芯片的局限性
(1)作为μTAS的主要发展前沿，当前的微流控芯片系统总体上既不够“微”，分析功能也远达不到“全”。主要原因是集成度不够高，多数检测器的体积过大，实现集成化还有很长的路要走。
(2)在目前加工条件下微流控分析制作成本还难以满足有关成果推广应用的要求。一块供研究用的标准玻璃芯片价值100多美元。一块供分析12个试样的一次性专用芯片价值10美元。
(3)目前报道的大部分微流控芯片分析系统不包括试样的前处理功能，即功能不够全，为了解决实际试样的分析，这方面的研究需要在应用领域的实用过程中大大加强。
