微流體系統(tǒng)是能夠使用尺寸為數(shù)十至數(shù)百微米的微型管道來處理少量液體的系統(tǒng)。微流體作為一個(gè)突破性技術(shù)正處于快速發(fā)展期，廣泛應(yīng)用從生物、化學(xué)到信息技術(shù)、光學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。

圖為微流體芯片示例

微流體系統(tǒng)可使用光刻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。聚二甲硅氧烷（PDMS）等聚合物已經(jīng)替代硅和玻璃來加工微流體芯片，廣泛應(yīng)用在微流體器件的光刻制造中。PDMS是一個(gè)透明彈性聚合物，可透過氧氣和二氧化碳，因此在放置細(xì)胞方面非常有用。如制成模具，可用該模具制造出幾個(gè)微型器件，廣泛應(yīng)用于研究和診斷領(lǐng)域。

微流體系統(tǒng)優(yōu)勢如下：

·所需樣品和試劑量極少，尤其是昂貴的試劑，有助于節(jié)約成本。

·在檢測和區(qū)分分子方面具有高精度和敏感度

·與實(shí)驗(yàn)室大型機(jī)器相比，減少分析和診斷系統(tǒng)的占地面積

·縮短分析時(shí)間，更快得到檢驗(yàn)結(jié)果

·液體在微型管道中的分層或平滑流動(dòng)可實(shí)現(xiàn)更有力的流動(dòng)控制

·可在微尺度對實(shí)驗(yàn)參數(shù)和樣品集中度實(shí)施更強(qiáng)的控制能力

微流體系統(tǒng)的應(yīng)用：

微流體系統(tǒng)廣泛用于毛細(xì)管電泳、等電位聚焦、免疫測定、流式細(xì)胞術(shù)、質(zhì)譜分析中的樣品注入、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增、DNA分析、細(xì)胞分離和操控、細(xì)胞圖形化等步驟中。

微流體的研究應(yīng)用主要是在抗生素耐藥細(xì)菌、血液中的納米粒子輸送、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)觀察的研究中。

微流體的診斷應(yīng)用包括癌癥和病原學(xué)檢測。

微流體器件用于測量分子擴(kuò)散系統(tǒng)、流體粘度、PH和化學(xué)結(jié)合系數(shù)。

在制藥學(xué)產(chǎn)業(yè)，微流體系統(tǒng)在生物藥劑學(xué)生產(chǎn)中有很多分析性使用，例如，蛋白質(zhì)藥品制造中的監(jiān)控和優(yōu)化、鑒定人類細(xì)胞。

Dolomite Microfluidics最近發(fā)布了其創(chuàng)新型3D流體打印機(jī)，稱為“Fluidic Factory”，是首個(gè)商用微流體3D打印機(jī)，滿足芯片、連接器、閥門、閥組和醫(yī)療設(shè)備等流體密封設(shè)備使用需求。

圖為Dolomite的微流體3D打印機(jī)和芯片

生物兼容聚合物如PDMS能夠支持嵌入式微流體器件活體生物醫(yī)療分析。微流體具備潛力進(jìn)行單細(xì)胞或單分子分析，可以實(shí)現(xiàn)在細(xì)胞和分子生物的基礎(chǔ)研究。目前，為滿足在蛋白質(zhì)組、基因組學(xué)、代謝組學(xué)所需，正在研究新的微流體工具。微流體為未來提供了革命性和創(chuàng)新性能力。可以預(yù)見，更積極的學(xué)術(shù)研究將更好地展現(xiàn)該極富吸引力的技術(shù)所具備的潛力。

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