微流控技術(shù)是一種精確控制和操控微尺度流體的科學(xué)技術(shù)

更新時間：2024-08-14 | 點(diǎn)擊率：1757

　　微流控技術(shù)是一種精確控制和操控微尺度流體的科學(xué)技術(shù)，它能夠在微納米尺度空間中對流體進(jìn)行精準(zhǔn)的操控。這一技術(shù)的核心特征在于其對流體行為的微縮版掌控能力，將生物、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室的基本功能集成到幾平方厘米的芯片上。

　　以下是關(guān)于微流控技術(shù)的相關(guān)介紹：

　　1.微流控技術(shù)的特征與流體現(xiàn)象

　　層流現(xiàn)象：在微尺度通道中，粘性力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于慣性力，流體呈現(xiàn)有序的層狀流動，形成層次分明的多相平行流動。利用層流特性，可以在微通道中實(shí)現(xiàn)材料、化學(xué)環(huán)境和細(xì)胞的有序排布及分子的分離。

　　液滴生成：當(dāng)兩不相溶的液體在微通道中流動時，在界面張力和剪切力作用下，其中一相會形成高度均一的間斷流，即液滴。技術(shù)能夠高效制備單分散性的液滴乳液，適用于材料科學(xué)、藥物篩選等領(lǐng)域。

　　2.微流控芯片的材料與微加工方法

　　材料選擇：制作芯片的主要材料包括硅片、玻璃、PDMS、PMMA、PTFE和紙基等。每種材料都有其物理和化學(xué)性質(zhì)，如PDMS具備加工簡單、光學(xué)透明且具彈性的特點(diǎn)，而PTFE表現(xiàn)出抗黏附的特性，紙基則因其價(jià)格便宜和毛細(xì)作用力強(qiáng)而被廣泛應(yīng)用。

　　加工方法：光刻技術(shù)和軟光刻技術(shù)是制作芯片最主要的加工方法。光刻技術(shù)源于微電子行業(yè)，軟光刻則涉及PDMS等柔性材料，這些工藝能夠精確制造復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。此外，鍵合技術(shù)如氧等離子處理用于封閉微通道。

　　3.微流控技術(shù)的重要應(yīng)用

　　臨床診斷：檢測芯片具有樣品消耗少、檢測速度快、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，特別適合作為POC診斷工具，用于疾病標(biāo)志物檢測和體外仿生模型研究，有望簡化診斷流程并提高醫(yī)療結(jié)果。

　　體外模型：利用仿生微結(jié)構(gòu)和生物材料，芯片可在體外模擬組織和器官水平生理功能，作為“器官芯片”使用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)二維細(xì)胞培養(yǎng)和動物實(shí)驗(yàn)的不足，提高疾病研究和藥物研發(fā)效率。

微流控

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