Manz等(1990)首次提出以微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)的 “微型全分析系統(tǒng) (micro total analysis systems, ?TAS)” 概念，標(biāo)志著微流控研究開始真正獲得重視并進(jìn)入快速發(fā)展的階段。這些系統(tǒng)最早用于化學(xué)分析，后來隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，“微流控芯片 (microfluidic chip)”、“芯片實(shí)驗(yàn)室 (lab on a chip)” 和含義更廣的 “微流控器件(microfluidic device)” 成為更通用的說法。微流控器件利用結(jié)構(gòu)各異的微通道和形式多樣的外加力場，對(duì)微量流體或樣品在微觀尺度上進(jìn)行精確操縱、處理與控制，從而將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的部分乃至全部功能，包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等集成在一次性或可多次重復(fù)使用的微芯片上。相比于傳統(tǒng)方法，微流控器件具有低成本、低能耗、易自動(dòng)化、快速靈活、高便攜性等優(yōu)勢(shì)，直接面對(duì)社會(huì)各行各業(yè)的實(shí)際需求，在疾病診斷、細(xì)胞研究、藥物篩選、環(huán)境監(jiān)測(cè)、綠色能源、材料合成等各個(gè)領(lǐng)域開展應(yīng)用并展示出廣闊前景。
微流控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)集成了光學(xué)顯微鏡、生物芯片、微流體進(jìn)樣泵、流體流速監(jiān)測(cè)與控制及用于圖像分析的電腦等。該系統(tǒng)平臺(tái)能夠完成細(xì)胞滾動(dòng)/粘附、細(xì)胞遷移、細(xì)胞分選、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤、細(xì)胞數(shù)目統(tǒng)計(jì)分析等細(xì)胞分析及高通量細(xì)胞篩選分析。
微流控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)可以直接采用現(xiàn)有的已搭配好的系統(tǒng)平臺(tái)，也可以根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)的需求，自主進(jìn)行搭配。目前已搭配好的通用微流體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要有CorSolutions系統(tǒng)、Cellix半自動(dòng)系統(tǒng)和LabSmith測(cè)試系統(tǒng)。實(shí)際上，微流控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)在一定程度上可以看成是一個(gè)由多個(gè)不同的部件組合而成的系統(tǒng)平臺(tái)，該系統(tǒng)平臺(tái)主要包括四大部分：進(jìn)樣泵系統(tǒng)、流體檢測(cè)與控制系統(tǒng)、微流控芯片系統(tǒng)及分析和檢測(cè)系統(tǒng)。 
下面就微流控系統(tǒng)平臺(tái)的四大組成部分做簡要介紹。
進(jìn)樣泵系統(tǒng)：
（1）帶有傳感器和PID控制的注射泵
（2）帶有傳感器和PID控制的蠕動(dòng)泵
（3）帶有傳感器和PID控制的壓力驅(qū)動(dòng)泵
（4）電驅(qū)動(dòng)（電場力驅(qū)動(dòng)）
（5）超聲波驅(qū)動(dòng)
（6）光驅(qū)動(dòng)（可見光或紅外光或紫外光等）
流體檢測(cè)與控制系統(tǒng)：
（1）流量計(jì)（帶有PID控制）
（2）流量模塊（flow unit，溫度傳感測(cè)量）
（3）壓力傳感器
（4）其他測(cè)量微流體流速的儀器
微流控配件：
微流控配件主要有不同外徑尺寸和內(nèi)徑尺寸的毛細(xì)導(dǎo)管（用于連接進(jìn)樣泵、流量計(jì)和芯片的進(jìn)出口）；轉(zhuǎn)接適配器（用于連接不同類型的毛細(xì)導(dǎo)管）；導(dǎo)管切割機(jī)（用于切割不同尺寸的導(dǎo)管，導(dǎo)管的橫斷面切口保持導(dǎo)管原始形狀如圓形或方形）；調(diào)壓閥（用于氣體驅(qū)動(dòng)泵的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)）；溫度控制器（用于芯片通道的加熱，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的恒溫控制）；不同類型的鋼針（連接不同尺寸的毛細(xì)導(dǎo)管或芯片的出入口）；切換閥（用于實(shí)現(xiàn)2路或多路液體的切換控制）等。
微流控芯片：
生物芯片的主要材質(zhì)有玻璃、硅、石英、聚合物（PC、PDMS、PMMA）等。根據(jù)研究目的的不同，生物芯片通道表面需要做不同程度的處理，如親水或疏水處理、螯合Cu2+處理及生物蛋白處理等。此外，微流控芯片依據(jù)不同的用途又可分為液滴產(chǎn)生芯片、流速細(xì)胞芯片、微混合器芯片、微反應(yīng)器芯片、電阻抗譜芯片等。對(duì)于某些特殊需求的芯片，如3D芯片通道、彎曲芯片通道、大寬度的芯片溝道等，均可實(shí)現(xiàn)定制需求。
分析和檢測(cè)系統(tǒng)：
（a）電學(xué)分析
      （1）電阻抗分析—單細(xì)胞測(cè)量或計(jì)數(shù)，細(xì)菌濃度測(cè)量，細(xì)胞成分測(cè)量等
      （2）所需設(shè)備為HF2IS、HF2TA、流體連接PRO芯片夾具
（b）光學(xué)分析
      （1）顯微熒光檢測(cè)—細(xì)胞的生長和活動(dòng)狀況、細(xì)胞膜和細(xì)胞組分的研究等。
      （2）化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光檢測(cè)—發(fā)光強(qiáng)度可用于確定分析物的濃度，靈敏度和選擇性高、線性       反應(yīng)范圍寬，利于對(duì)分析物的定量分析。僅適用于特定化學(xué)發(fā)光試劑和細(xì)胞的研究。
      （3）拉曼檢測(cè)—適用于對(duì)細(xì)胞及其生物分子的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
      （4）折射率檢測(cè)—避免了熒光標(biāo)記和化學(xué)修飾對(duì)細(xì)胞的影響，適于對(duì)細(xì)胞自然狀態(tài)的檢測(cè)。該檢測(cè)對(duì)激光光源及對(duì)外部條件如溫度、壓力和流速的控制要求很高，特殊光學(xué)檢測(cè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及光纖等的應(yīng)用使得微流控折射率檢測(cè)系統(tǒng)更接近于芯片實(shí)驗(yàn)室的概念。
      （5）熱透鏡顯微檢測(cè)—可對(duì)單個(gè)細(xì)胞無創(chuàng)、實(shí)時(shí)檢測(cè)。
      （6）表面等離子激元共振檢測(cè)—可對(duì)界面上生物分子相互作用的無標(biāo)記實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過對(duì)生物反應(yīng)過程中表面等離子激元共振的動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)獲取生物分子相互作用的特異信號(hào)。檢測(cè)對(duì)象一般是具有配體和受體特異性結(jié)合性質(zhì)的核算、蛋白質(zhì)、酶及抗體等生物分子，尤其適合對(duì)免疫反應(yīng)的過程監(jiān)測(cè)和定量分析，這對(duì)分子特異反應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)也用于細(xì)胞的檢測(cè)和傳感。
上述介紹了微流控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)的主要組成部分如進(jìn)樣泵、流體流量監(jiān)測(cè)與控制、微流體配件及微流體檢測(cè)系統(tǒng)。微流控芯片是微流控實(shí)驗(yàn)中的核心部分，主要由實(shí)驗(yàn)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需求而自行設(shè)計(jì)芯片的結(jié)構(gòu)。由此可見，用戶在進(jìn)行微流控實(shí)驗(yàn)的過程中，可根據(jù)個(gè)人的實(shí)驗(yàn)要求而有選擇性的選擇一些性能參數(shù)高的微流體部件，然后將這些部分組裝在一起便可構(gòu)成一套適合自己特定實(shí)驗(yàn)研究要求的微流控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

汶顥關(guān)于“分離和檢測(cè)核酸片段，采用微流控芯片電泳分離，準(zhǔn)備采用熒光檢測(cè)”芯片實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)裝置如下：

1）進(jìn)樣系統(tǒng)

2）芯片平臺(tái)（毛細(xì)管電泳芯片）

3）高壓電源

4）熒光檢測(cè)系統(tǒng)

5）組件/配件/耗材（比如正負(fù)電極等）

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