微流控實驗室是把化學生物實驗室縮小并集成到芯片的尺度，為化學生物過程提供微平臺。

 

 

 

                                        

              蛋白芯片                                                                                                                                                基因芯片

 

為什么需要芯片實驗室？

 

生命領域(如醫療診斷制藥等等)對生物和化學體系的分離分析工作量猛增

要求：高效率， 低成本 

         少樣品，低消耗，低污染 

         大量生產，可攜帶 

 

將傳統實驗室集成芯片化的主要成績在于

 

尺度變化: 

       長度 100-1000倍；面積 1萬－1百萬倍 

       體積1百萬倍-10億倍 

       制造上的困難；檢測靈敏度的困難（光程短）  

 

原理上的轉化：

       液體量度,輸運,混合,熱傳導等等傳統過程和設備必須適應尺寸效應  

       例如: 移液管量筒中液體驅動主要力量本來是重力 

       微型化后重力已讓位于表面張力

 

芯片實驗室的主要特點何在 

       液體量度,輸運,混合,熱傳導等等傳統過程和設備必須適應尺寸效應 

       主要在于表面張力，芯片實驗室的重力因素占次要 

       操作界面占主要，微流控芯片恰好滿足這一要求 

       再次雙電層的電荷效應更為顯著 

 

如何實現芯片實驗室

       主要從這個方面：微電子技術，微電子機械技術，高靈敏度微檢測技術，CCD陣列檢測技術，微尺度流體的物理化學過程的微型化及其特性的研究  

 

從物理學角度來看微流控的發展以及革新

       利用表面張力控制界面的親水、憎水性以實現：芯片中的納升級液體的定體積取樣、注樣、輸運與閥門、混合等等 

       利用雙電層的電荷效應實現靈巧電滲泵 

       芯片中的的樣品多道注入；細胞操縱，篩選，計數等等 

       利用電遷移率差異及電場控制，實現分離并聚焦的聚焦電泳技術