據麥姆斯咨詢報道，微流控系統是一套非湍流的、高度有序的流體操控系統，通常用于受控生物實驗。大多數微流控器件的尺寸僅為幾百微米甚至更小。

微流控芯片示例

每套微流控系統都具備兩個基礎條件：流體通過微通道的行為，以及與之同步研發的具備用于流體流動或控制的腔室和通道的高度微型化器件。

微流控的關鍵在于，與宏觀尺度的流體相比，微通道中的流體流動行為有著本質的差別。

微流控的應用非常廣泛，從早期臨床分析到新型化合物的化學合成，再到生物化合物的高通量測定，甚至到活體器官系統的模擬等。

什么是“芯片實驗室”？

簡單地說，能夠將整個在實驗室中進行的基本操作單位集成到簡單微系統上的技術就叫“芯片實驗室”（lab on a chip）。“芯片實驗室”中的芯片是作為流體在其中流動的微通道圖案，可被模塑或刻蝕。

微通道和外部宏觀環境之間的連接需要通過若干孔，這些孔穿透芯片，具有不同的尺寸，用于將流體注入芯片或從芯片中移除。在微流控芯片中，根據實驗需要，流體被混合、分離或引導。最終結果可形成自動復合系統，從而實現高通量檢測。

此外，還必須專門設計開發系統來管理微通道中的流體，這些流體可作為嵌入元件存在于芯片內或芯片外部。

微流控的優勢在哪里？

在科學分析中，微流控技術相比于傳統宏觀尺度分析，具備更多優點，這主要是由于微流控回路中各個器件的尺寸大大減小，以及微小體積中流體行為的意外改變，例如低雷諾數（Reynolds number）或格拉曉夫數（Grashof number）。

微流控的優勢還有：對樣品尺寸要求更小，對試劑需求量更少。這些因素往往引起高昂成本或難以從大量樣品中分離。因此，微流控技術在整個應用范圍內都可以顯著降低成本。

因為微尺度研究所需的分析物需求量極低，研究的機會更多。此外，由于每個通道所需的空間減少，可以同時處理多種分析物，從而提供高通量的解決方案。

由于生物和化學領域中微流控測定的高通量特性，微流控系統允許異構系統（heterogeneous system）具有更高的精確度。因為單細胞甚至分子可以在體外進行實驗操作，所以多種變量的異質性可以在細胞群中表現出來。

由于器件尺寸小，比傳統臺式設備具有更大的靈活性。

小型器件尺寸大大增強了高分辨率分離和檢測的能力。由于檢測極限的降低，因此可以實現極高的靈敏度。該系統可以提供非常精確的結果，并能夠精確控制參數。

因此，微流控系統非常適合用于高度自動化的過程，操作人員的操作次數也可降至最低。所以它們可用于建立具有多種功能的多階段反應，所需操作人員只需具備有限專業知識即可。

使用占地面積少的小型設備，縮短了周轉時間并提高了生產效率，便于集成到各種實驗設置中。

便攜性的提高使微流控器件成為即時診斷（point-of-care）設備的理想之選。易用性和低生產成本也使得微流控器件更具有吸引力。同時，這些器件的易處理性及其廣泛的應用也增加了它們的實用性。

總結和展望

因此，當用于微尺度時，微流控系統利用了流體性質的改變，無論是液體還是氣體。微流控提供的控制水平改變了研究人員研究分子間相互作用的方式。這種高效工具的使用正在擴展到多個研究領域，特別是生物醫療領域。