微流控芯片技術是微納米技術的一個重要組成部分，同時也是生命科學研究的主要分析技術平臺之一，有非常重大應用前景，但是剛經歷十余年的發展，尚未真正進入產業化。2004年9月美國著名雜志Business 2.0發表封面文章稱，“芯片實驗室是改變未來的七種技術之一”。微流控芯片技術是多功能微型化的分析技術平臺，結合傳統和新型的分析檢測方法，具有微型化、自動化、集成化、便捷和快速等優點，具有樣品用量小、分析速度快、靈敏度高等特點，是新一代分析技術平臺，已經在生命科學、分析化學、農業、環境監測與保護領域、醫學與司法鑒定及軍事等諸多領域得到了廣泛的應用。微流控芯片實驗室還具有的多種功能元件靈活組合以及大規模集成的特點，正是這一特點使這一技術不僅能以極少量樣品的消耗量獲得非常大的信息量，更是超越了單一的處理分析功能，以一個集成的微型化多元操作平臺應用于各個領域。市場化是微流控芯片技術的最終出路，這就要求它的功能實用化。按照其功能劃分可分為通用型芯片和專用型兩大類。按照目前市場化的芯片商品，一個功能化的商用芯片系統應包括三個部分，芯片、芯片檢測器和試劑盒，芯片完成樣品的采集、處理、反應、分離等，由芯片檢測器檢測樣品的種類和含量等信息，試劑盒內所含的是完成芯片某一功能的方法及材料。

微流控芯片的實現是利用微電子機械加工等技術在各種有機或無機的材料上制造微型通道、微型閥門、微型處理功能單元、微型反應器、微型傳感器 (生物、化學或物理等原理)、微型檢測器等功能元件構建集成的微型化系統。這一微型化的系統可以完成一系列的樣品分析過程，比如樣品的預處理、化學或生物的反應、分離及檢測等功能，集中體現了現代分析儀器的發展方向：微型化、集成化、自動化，以及將傳統實驗室的處理和分析功能轉移并在微型芯片上是實現的設想。微流控芯片技術是微全分析系統的重要組成部分和核心部分。微全分析系統，又被稱為芯片實驗室 (Lab on a chip，LOC/LC)，是20世紀90年代由瑞士科學家Widmer以及Manz共同提出的。μTAS的發展目標是通過將化學/生物的分析儀器設備的集成化、微型化以及自動化，最終實現將分析實驗室的前處理及分析功能的便攜設備化，甚至可以是幾個平方厘米的芯片上實現。

微全分析系統涉及到多個學科，比如生物學、化學、醫學、微機電加工 (MEMS)、電子學、材料學、計算機科學等學科，通過多學科的交叉滲透實現樣品預處理、生物/化學反應以及檢測等功能單元的“微型化、集成化、自動化和便攜化”。這樣一來，以前需要在實驗室多步操作才能完成的工作，現在在一張微流控芯片上即可實現，從而帶來許多優點：大大降低試樣和試劑的消耗量，由原來的mL、μL級降低到nL甚至pL級，而且大大減少了分析時間和提高了分析速度，從而既降低了費用又提高了分析效率，并且使微流控芯片的家庭化成為可能。

國內媒體經常將微流控芯片和生物芯片混為一談，其實微流控芯片 (Microfluidic Chip) 是以微量流體的精確控制微核心技術，而生物芯片 (Biochip) 是以靜態的親和反應配對為核心技術，又被稱之為微陣列芯片 (Microarry Chip)。從原理、應用及發展目標上看，它們都是芯片實驗室，但它們各有自己的特點，不能相互混淆。它們分屬于不同的學科體系以及技術領域，且各自經歷了自身特有的發展歷程。生物芯片技術發展較早，始發于上個世紀80年代，起初的激素是將寡核苷酸固定在載體上，然后通過核酸雜交技術來檢測未知序列，后來隨著人類基因組計劃的興起得到了迅速發展。目前，生物芯片不但包含發展之初的核酸芯片還有蛋白質芯片，已發展成為一門工藝及市場化都相當成熟的技術。而微流控芯片的發展始于上個世紀90年代，是在分析化學領域，而不是在基因工程領域里首先發展開來的。它是將分析化學、微機電加工、計算機科學等結合起來，主要應用于生命科學，在芯片上實現實驗室的全部功能，具有廣闊的適用性和美好的應用前景。生物芯片和微流控芯片兩者之間的關系不是相互包含而是相互補充，相互融合，都為了實現芯片實驗室的功能。

微流控芯片 (Microfluidic chip) 也稱為芯片實驗室 (Lab on a chip) 或微流控芯片實驗室是當前μTAS發展的熱點領域，微流控芯片技術在醫學、生命科學等領域的應用得到不斷擴展。微流控芯片指的是在一塊幾平方厘米的芯片上構建化學或生物學實驗室，它可以把所涉及的化學和生物學領域中的樣品制備、反應、檢測，細胞培養、分選、裂解等基本操作單元集成到這塊很小的芯片上，用于完成不同的生物學和化學反應過程，并通過由微通道形成的網絡，使微流體貫穿整個系統，用以實現常規化學或生物學實驗室的各種功能，在物理、化學和生物分析、病理診斷和環境監控等領域中有廣闊的應用前景。它可以使試驗成本十倍百倍地下降，分析速率十倍百倍地提高，其試劑消耗下降到微升甚至納升級，初步實現了分析系統的微型化、自動化、集成化和便攜化，從而為分析測試技術普及到千家萬戶提供了理論和技術依據。

微流控芯片及其相關分析系統是一個涉及微電子學、微機械學、控制科學、流體力學、化學和生物學等多學科交叉的研究領域，是21世紀微機電、分析科學、生命科學及精密儀器等眾多領域研究的熱點。由于其涉及學科的多樣性和交叉性，在理論和應用方向有許多值得研究的問題。因為微流控芯片結構的多樣性，微米或納米級的尺寸，納升甚至皮升級的試劑用量等問題，對微流控芯片系統的精確控制提出了更高、更新的要求。

因此，構建一個以微流控芯片技術為基礎的具有快速、靈敏、廉價、便捷、實時的微流控芯片控制系統的研究是非常有意義的。