微流控芯片技术及其应用.pdf

实用文档 微流控芯片技术及其在生命科学中的应用 摘要：微流控芯片最初起源于分析化学领域， 是一种采用精细加工技术， 在数平 方厘米的基片，制作出微通道网络结构及其它功能单元， 以实现集微量样品制备、 进样、反应、分离及检测于一体的快速、高效、低耗的微型分析实验装置。随着 微电子及微机械制作技术的不断进步， 近年来微流控芯片技术发展迅猛， 并开始 在化学、生命科学及医学器件等领域发挥重要作用。 本文首先简单介绍了微流控 芯片的相关技术， 然后主要阐述了其在蛋白质研究、 细胞研究、DNA分析和测序、 仿生研究等方面的应用。 关键字：微流控芯片，生命科学，应用 Abstract: Microfluidic chip technology originated from analytical chemistry, adopts microfabrication technologies to makemicrochannels on a chip about several square centimeters. The technology can integrate the sample ’s injection, separation and detection into a single chip. The advantage of microfluidics is rapid, high efficiency and low consumption. With the progress of microelectronics and other microfabrication techniques, the technology of microfluidic chip developed rapidly recent years, and began to play more and more important roles in chemistry, biology and medical instruments. This artical introduced the related technologies of microfluidic chip, and then mainly expounded its applications in protein research, cell research, DNA analysis and detection, and bionic research. Keywords: microfluidic chip; life science; application 实用文档 前言 微流控芯片是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技 术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力， 因此又被成为芯片实验室。 在现阶段， 主流形式的微流控芯片多由微通道形成网 络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或生物等实验室的各种功能。 微流控芯片的基本特征和最大优势是多种单元技术在卫校可控平台上灵活组合 和规模集成 [1] 。 根据研究领域的不同， 微流控芯片实验室可简单划分为微流控芯片化学实验 室、微流控芯片生物实验室、 微流控芯片光学实验室以及微流控芯片信息实验室 等，其中，最早形成的是微流控芯片化学实验室中的微流控芯片分析化学实验室。 分析化学是微流控芯片最早最直接的应用领域之一， 微流控芯片分析化学实验室 的构建和完善是 21 世纪前 20 年分析化学发展的一个主流趋势 [2] 。 1 微流控芯片相关技术 1.1 微流体控制及驱动技术 微流控芯片中流体的操控尺度在微米量级，介于宏观尺度和纳米尺度之间， 这种尺度下流体运动显示出二重性。 一方面，微米尺度仍然远大于通常意义上分 子的平均自由程，因此，对于其中的流体而言，连续介质定理成立，连续性方程 可用，电渗和