微流控（Microfluidics），是指使用微管道（尺寸為數(shù)十到數(shù)百微米）處理或操縱微小流體（體積為納升到阿升）的系統(tǒng)所涉及的科學(xué)和技術(shù)，又稱其為芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技術(shù)。微流控是一門涉及化學(xué)、流體物理、微電子、新材料、生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程的新興交叉學(xué)科，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用前景。

    微流控技術(shù)把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動(dòng)完成分析全過程。由于微米級(jí)的結(jié)構(gòu)，流體在微流控芯片中顯示和產(chǎn)生了與宏觀尺度不同的特殊性能，因此發(fā)展出獨(dú)特的分析產(chǎn)生的性能。，如層流和液滴等。借助這些獨(dú)特的流體現(xiàn)象，微流控可以實(shí)現(xiàn)一系列常規(guī)方法所難以完成的微加工和微操作。同時(shí)，微流控芯片還有著體積輕巧、使用樣品及試劑量少、能耗低，且反應(yīng)速度快、可大量平行處理及可即用即棄等優(yōu)點(diǎn)。

    

    微流控芯片作為一種“微全分析”技術(shù)平臺(tái)可以應(yīng)用于各個(gè)分析領(lǐng)域，如生化醫(yī)療診斷、食品和商品檢驗(yàn)、軍事科學(xué)和航天科學(xué)等重要應(yīng)用領(lǐng)域，其中生物醫(yī)學(xué)分析是熱點(diǎn)。利用微流控芯片作為一種微反應(yīng)器，通過在微流控芯片上開展組合化學(xué)反應(yīng)或結(jié)合液滴技術(shù)，有望用于藥物合成與篩選，或納米粒子、微球、晶體等的高通量、大規(guī)模制備，甚至形成一種“芯片上的化工廠或制藥廠”；還有利用微流控芯片的集成功能來制作器官芯片，用于仿真人體器官中的最小功能單元，實(shí)現(xiàn)藥物或化學(xué)物質(zhì)在非活體環(huán)境（in vitro）中，研究活體環(huán)境（in vivo）的交互反應(yīng)，是一種用于了解、評(píng)估疾病、藥物、化學(xué)物質(zhì)與食物等對(duì)人類影響的3D芯片設(shè)備。

    微流控概念誕生于上世紀(jì)90年代的美國(guó)。2003年，微流控技術(shù)被Forbes雜志評(píng)為影響人類未來15件最重要的發(fā)明之一。Business也在2004年把微流控技術(shù)譽(yù)為“改變未來的七種技術(shù)之一”。“器官芯片”這一微流控典型技術(shù)在2016年的達(dá)沃斯論壇上入選了年度十大新興技術(shù)之一，被譽(yù)為與新燃料電池和無(wú)人駕駛汽車齊名的新興技術(shù)。同時(shí)微流控芯片以其強(qiáng)大的應(yīng)用范圍（生物醫(yī)學(xué)、藥物篩選、運(yùn)動(dòng)競(jìng)技、國(guó)防科技、司法鑒定、食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)）成為了是當(dāng)代極為重要的新興科學(xué)技術(shù)平臺(tái)和國(guó)家層面產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的潛在戰(zhàn)略領(lǐng)域。

 

    2018年，F(xiàn)DA與Emulate, Inc. 簽訂了題為“可將Organs-on-Chips技術(shù)作為毒理學(xué)測(cè)試平臺(tái)，用于對(duì)影響人類的健康和安全的研究”的協(xié)議，這意味著，在美國(guó)，器官芯片對(duì)新藥篩選的結(jié)果的得到了FDA的承認(rèn)，也就是說在藥物篩選階段可以直接跳過活體動(dòng)物這個(gè)環(huán)節(jié)，可直接在器官芯片上進(jìn)行，這一協(xié)議也充分說明了微流控芯片以后對(duì)世界的重大影響和戰(zhàn)略性意義。


影響未來人類的“微流控”

圖文簡(jiǎn)介

介紹微流控這一影響人類未來發(fā)展的神奇技術(shù)