微流控芯片是通過微細(xì)加工技術(shù)將微管道，微泵，微閥，微儲液器，微電級，微檢測原件和連接器等功能元件像集成電路一樣，使它們集成在芯片材料（基片如：PDMS、PMMA、硅、紙、玻璃等）上的微全分析系統(tǒng)。面積一般約為幾平方厘米。微流體的可控性是微流控芯片區(qū)別于點(diǎn)陣式芯片的基本特征，也是其被稱為“主動(dòng)式”芯片的原因。

1.微流控芯片流體的驅(qū)動(dòng)和控制基本概念

驅(qū)動(dòng)：通過外力的作用驅(qū)動(dòng)微流控芯片內(nèi)的液體。

控制：控制流體的速度、方向開啟關(guān)閉流動(dòng)及混合液的流動(dòng)。

簡單來說，微流控芯片的主要形態(tài)特征是各種構(gòu)型的微通道網(wǎng)絡(luò)、微閥、微泵的集合體。一般地，在微流控系統(tǒng)中，主要是通過泵實(shí)現(xiàn)流體的驅(qū)動(dòng)，它起著傳輸液流和分配液流的作用，掌控著整個(gè)過程的成敗，是實(shí)現(xiàn)微流體控制的前提和基礎(chǔ)。

如何使流體在通道中實(shí)現(xiàn)快速、均勻的混合和微型化、良好的控制、集成化的驅(qū)動(dòng)，是微流控芯片發(fā)展中首先需要解決的關(guān)鍵問題。隨著微流控芯片分離分析研究的擴(kuò)展,芯片內(nèi)的微通道往往需制成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，存在不同的交匯區(qū)域。微流控芯片上所需完成的是通道內(nèi)流體的速度和流向的控制，完成自動(dòng)化進(jìn)樣、分離、檢測等單元，這樣，對流體的驅(qū)動(dòng)與控制就成為了微流控芯片所需解決問題的重中之重。

微流體控制是微流控芯片實(shí)驗(yàn)室的操作核心，涉及的進(jìn)樣，混合，反應(yīng)，分離等過程無一不是在可控流體的運(yùn)動(dòng)中完成，閥則是流體控制的核心部分?；镜奈⒘骺丶夹g(shù)有驅(qū)動(dòng)（微泵）控制，微閥控制，芯片微通道構(gòu)型控制，通道表面性質(zhì)控制等，微流體的控制與驅(qū)動(dòng)以電滲控制和微閥操作控制技術(shù)為主，微系統(tǒng)的層流效應(yīng)與分子擴(kuò)散效應(yīng)也起著十分重要的作用。

電滲控制是指電場作用下，微通道中液體沿通道內(nèi)壁作定向移動(dòng)的現(xiàn)象、影響電滲流的因素包括通道表面的組成一緩沖液性質(zhì)，外加電場強(qiáng)度，溫度等，通過對這些影響因素的調(diào)節(jié)，改變通道內(nèi)壁表面的電荷性質(zhì)和密度，調(diào)節(jié)微通道網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)的電壓值，就可控制電滲流即微流體的遷移速度和運(yùn)行方向，完成較為復(fù)雜的混合，反應(yīng)和分離等操作。

有報(bào)道利用聚合高分子電解質(zhì)涂層，進(jìn)行聚苯乙烯和丙烯酸為基質(zhì)的微芯片通道內(nèi)表面的涂層改性，從而控制微系統(tǒng)中液體的流動(dòng)方向，甚至可以在一個(gè)通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)流向相反的液流的同時(shí)操作。

2.微流控芯片流體驅(qū)動(dòng)設(shè)備

注射泵、恒壓泵、離心進(jìn)樣儀（離心機(jī)）等。

2.1微流控的流體驅(qū)動(dòng)方式

微流控的驅(qū)動(dòng)方式有多種，根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)原理，產(chǎn)生了多種微流體驅(qū)動(dòng)方式。

微流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為：微流體機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和微流體非機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩大類。（汶顥可提供各種型號微泵、微閥等微流體實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備）

微流體機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又分為：壓電微泵、熱氣動(dòng)微泵、靜電微泵、氣動(dòng)微泵、電化學(xué)控制汞微泵、“無閥”往復(fù)微泵、離心力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、剪切力驅(qū)動(dòng)。

微流體非機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又分為：電滲微流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電流體動(dòng)力微泵、磁流體動(dòng)力微泵、重力驅(qū)動(dòng)、非機(jī)械熱氣動(dòng)微泵、熱毛細(xì)作用微泵。

3.微流控芯片流體控制設(shè)備

電磁閥、轉(zhuǎn)向閥、單向閥等。

微流體PDMS芯片流體控制設(shè)備微泵裝配示意圖

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