微流控技術是一種在微米尺度下操控微小體積液體的技術

更新時間：2025-07-30 | 點擊率：341

　　微流控技術是一種在微米尺度下操控微小體積液體的技術，通過設計特殊的通道網絡和腔室來實現對流體的精確控制、混合、反應和分析。

　　一、微流控技術核心概念與原理

　　1.定義與特征

　　微型化平臺：典型通道寬度為10–500μm，可集成泵、閥、反應器等功能于單一芯片上。

　　層流特性：低雷諾數（Re<<1）使流體呈平滑穩定的層狀流動，無湍流混亂現象，有利于精準操控。

　　擴散主導機制：物質傳輸主要依賴分子擴散而非對流，適用于快速高效的化學反應或生物分子相互作用研究。

　　2.理論基礎

　　納維爾-斯托克斯方程簡化版描述粘性流體行為；

　　泰勒分散理論解釋粒子在彎曲通道中的遷移規律；

　　表面張力效應顯著影響液滴生成與破裂過程。

　　二、微流控技術材料選擇策略

　　1.硬質基底：硅晶體適合高溫高壓極*條件實驗；

　　2.彈性材質：PDMS因透光性好、成本低且便于快速原型制作而被廣泛采用；

　　3.復合結構：玻璃-金屬鍵合滿足生物相容性要求高的應用場景。

　　三、微流控技術技術優勢與挑戰并存

　　1.突出優點

　　樣品節省：僅需納升級別試劑即可完成傳統方法同等效果的實驗；

　　過程可視化：配合顯微成像系統追蹤動態過程（如結晶生長路徑）；

　　自動化潛能：易于與機器人平臺對接實現無人值守長時間運行。

　　2.現存瓶頸

　　堵塞風險：懸浮顆粒易沉積在狹窄拐角處導致流通不暢；

　　氣泡管理難題：溶解氣體逸出形成的氣栓會干擾定量準確性；

　　規模化障礙：從實驗室到產業化放大過程中保持性能一致性困難。