人類基因組測序工作的基本完成，預示著分子生物學已經進入后基因時代，即由對基因的研究進入到對蛋白質組學的研究。了解蛋白質的三維結構，建立其微分子結構模型，揭示蛋白質結構與功能的關系，對于我們了解蛋白質-配體相互作用、生物體內的相關生物學機制、開發有效地治療疾病的藥物和療法具有重要意義。目前很多發達國家都在進行蛋白質三維結構的研究以加速新藥研究的進程。

近年來微流控技術的發展為蛋白質結晶條件的高通量、快速篩選提供了一個很好的平臺。微流體系統可以利用微量的蛋白樣品同時進行成百上千個蛋白質結晶條件試驗，因而可以用更少的時間和費用進行更細化、更廣泛的結晶條件篩選，大大加速了蛋白質結構研究的速度。

蛋白質結晶過程是一個非常復雜的過程，目前還沒有一種方法和技術可以預先推測其最優結晶條件，所以需要經驗性低依靠大量試驗去篩選合適的結晶條件。目前已有一些公司開發出了基于機器手控制的微量分液器來實現高通量的自動化操作，替代繁瑣的人力勞動，但仍有很大的局限性：一方面這種自動化額操作系統價格非常昂貴，一般實驗室難以承受；另一方面，由于不同液體黏滯性的差異，自動分液器難以精確控制微量液體樣品的體積，因此無法保證結晶條件的重復性和一致性。微流控技術的出現為上述問題解決帶來了希望。

微流控用于蛋白質結晶條件篩選具有很多明顯優勢：

    1、減少單個條件試驗所需的樣品數量（常規蛋白質結晶實驗單次耗樣量為微升級，而微流體結晶平臺僅需納升量級）；

    2、增加條件試驗的總數；

    3、引入更多的蛋白質結晶的影響因素；

    4、加快試驗速度（由于液滴體積的縮小，蒸發擴散的速度也相應的增加，平衡過程更快，能更快地得到晶體，獲得好的結晶條件）；

5、由于結晶時間的縮短，還可以減少因聚合、變性、氧化和脫酰胺作用引起的蛋白質分解的程度。此外微流體高通量結晶還可以使液滴更加均勻，并大幅度減少了繁瑣枯燥的勞動，從而節省大量的人力、物力和財力。

另外，微流控系統在微尺度下所具有的一些不同于宏觀流體的物理化學特性對蛋白質結晶也非常有利。比如，在蛋白質結晶過程中，傳輸過程尤其是傳質過程對晶體生長起著關鍵作用，它影響最終形成晶體的質量和特征。研究顯示由于重力場作用導致的自然對流傳輸是影響獲取優質晶體的重要因素之一，對流傳輸通常會擾亂結晶過程中晶體-溶液體系的濃度分布，特別是在生長晶體表面附近的濃度分布，從而影響蛋白質結晶成核與晶體生長，以及使雜質進入晶格，并最終影響到晶體生長，以及使雜質進入晶格，并最終影響到晶體的大小、形貌和完美性。因此，如何抑制或減少結晶過程中的自然對流現象成為研究者考慮用于改善蛋白質晶體質量的重要措施之一。

微流控系統中，由于尺度的減少，其Grashof數非常小，即其因密度差異導致的自然對流也幾乎可以忽略，這樣就給蛋白質的結晶提供了非常有利的動力學環境。