微流控技術(shù)是一種能夠精確控制并操作微尺度流體的技術(shù)。近二三十年以來，隨著納米制造技術(shù)的成熟以及生化技術(shù)對微量液體操控的需要，微流控技術(shù)進(jìn)入了高速發(fā)展期。相較于傳統(tǒng)檢測方法而言，微流控平臺(tái)具有反應(yīng)迅速，高流通量，便于攜帶，自動(dòng)化潛力高等優(yōu)勢。

自從1998年Burns等研究人員提出了集成多種生物生物、化學(xué)分析等功能于一張微小芯片上（即“芯片實(shí)驗(yàn)室”概念）后，微流控技術(shù)就表現(xiàn)出了優(yōu)異的臨床檢測、精準(zhǔn)醫(yī)療的應(yīng)用前景。近幾年來，開發(fā)“芯片實(shí)驗(yàn)室”，也就是微型全分析系統(tǒng)，已經(jīng)發(fā)展到物理、微電子、材料、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科交叉的新領(lǐng)域。研制可用于細(xì)胞培養(yǎng)、篩選、分析的微流控芯片，也是目前微流體領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

由于微流控技術(shù)具有小型化、高通量等特點(diǎn)，使其有潛力能夠利用珍貴稀少的組織細(xì)胞樣本進(jìn)行高通量分析，有力地支持了精準(zhǔn)醫(yī)療、個(gè)性化醫(yī)療。

Irena等研究人員通過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，利用數(shù)字微流控芯片上進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)、藥物細(xì)胞毒性分析實(shí)驗(yàn)是可行的。在此次實(shí)驗(yàn)中，為了減少細(xì)胞表面對細(xì)胞及蛋白質(zhì)的吸附，在液滴中添加了普朗尼克F68，此項(xiàng)操作降低了驅(qū)動(dòng)液滴所需要的電壓，極大地降低了電流對細(xì)胞的損害。

Ada等研究人員研制出了PDMS微流體控制芯片，該芯片利用特殊設(shè)計(jì)的微流體通道，產(chǎn)生含有單細(xì)胞的液滴，可在2.4cm×2.4cm大小的芯片上對腫瘤細(xì)胞及原腫瘤組織細(xì)胞進(jìn)行藥物篩選。

以微流體控制芯片為基礎(chǔ)的3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是近年來在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用微流體控制技術(shù)的另一類發(fā)展方向。相較于2D細(xì)胞培養(yǎng)法，3D環(huán)境下的細(xì)胞培養(yǎng)能更好地模擬真實(shí)的細(xì)胞生長環(huán)境、反應(yīng)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的相互作用。

在Yu等人設(shè)計(jì)的PDMS芯片上，利用多個(gè)平行細(xì)胞培養(yǎng)腔和微通道交聯(lián)，模擬人體內(nèi)組織與毛細(xì)血管網(wǎng)的相互作用。Raty等研究人員的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)合多孔細(xì)胞培養(yǎng)腔體與PDMS的特殊結(jié)構(gòu)，通過灌注水凝膠形成多個(gè)平行的3D細(xì)胞培養(yǎng)腔體，完全能夠構(gòu)建一個(gè)完全兼容傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的高通量3D細(xì)胞培養(yǎng)微流控制平臺(tái)。

除了以細(xì)胞培養(yǎng)為基礎(chǔ)的微流控制芯片外，還存在另一個(gè)研究焦點(diǎn)，便是能夠替代大型流式細(xì)胞儀裝置的微型細(xì)胞分選芯片。除考慮熒光標(biāo)記、微流控芯片大小等因素外，還可對細(xì)胞進(jìn)行介電泳篩選。用介電泳效應(yīng)和特殊設(shè)計(jì)的微流道，在非均勻電場中將不同極性的細(xì)胞傳遞到不同電場強(qiáng)度的地方，Takahashi等對高通量細(xì)胞完成了篩選。除此之外，慣性微流控技術(shù)也常用于細(xì)胞分選。

Kwon等人利用螺旋微流道，通過微流控制芯片，如死亡細(xì)胞、細(xì)胞碎片，將細(xì)胞培養(yǎng)液中的死亡細(xì)胞分離出來，可以進(jìn)一步應(yīng)用于灌注細(xì)胞的培養(yǎng)。Abdulla等人設(shè)計(jì)的多個(gè)微流道級聯(lián)的微流控芯片，不需要在細(xì)胞上做任何標(biāo)記，就可以實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞與稀釋全血樣品的分離，從而使循環(huán)中腫瘤細(xì)胞的存活率高，便于后續(xù)藥敏篩選等實(shí)驗(yàn)。

近幾年，微流體技術(shù)在臨床診斷領(lǐng)域的應(yīng)用研究，大大推動(dòng)了現(xiàn)場、實(shí)時(shí)、精確、個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展。雖然目前微流控技術(shù)的全面推廣還受到制備工藝復(fù)雜、芯片對生物化學(xué)組分的吸附等一系列問題的制約，但隨著新材料、新技術(shù)、新發(fā)現(xiàn)的不斷涌現(xiàn)，各學(xué)科的研究者對微流控技術(shù)的不斷研究與完善，微流控技術(shù)在臨床診斷領(lǐng)域乃至基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的巨大潛力是不容置疑的。