微流控技術被譽為是21世紀最能改變人類的技術之一，其最主要的應用領域是和人類命運相關的生物醫療領域。

微流控芯片技術在基因檢測中的應用

在基因檢測方面，微流控芯片技術主要應用于核酸的擴增、分離、測序及多肽性檢測。聚合酶鏈反應(Polymerase Chain Reaction，PCR)廣泛應用于分子生物學中，它可以對DNA分子進行體外擴增，常規的PCR過程大致需要1-2 h，需要的試劑也較多，費時費力，而微流控芯片技術用于PCR擴增及相關檢測時，既能簡化操作步驟，又能顯著提高檢測效率。1998年，Kopp等提出了連續流動式微流控PCR擴增芯片，反應溶液循環流經不同的溫區完成PCR擴增反應，整個擴增反應全部在流動中完成，縮短了擴增時間，減少了反應所需的試劑。此后，很多科學家在此項研究的基礎上，對連續流動式PCR技術進行了更進一步的改進，使其更加微型化。隨著微流控芯片技術上的不斷完善和發展，微流控分析技術能分離的DNA片段長度在逐步擴大，可完成對DNA片段的測序和遺傳物質的分離、分析，并且出現了可同時進行平行分析的多通道微流控芯片。Mathies研究用3.5cm的有效分離長度，7min在單通道玻璃芯片上完成了長度為150～200bp的序列測定。后來他們又將分離通道延長到7.5cm，并改用四色熒光檢測器20分鐘完成500bp的序列分析，準確率達99.4%。單核苷酸多態性( single nucleotide polymorphism，SNP)就是人類基因組中物理圖譜的理想遺傳標記，能滿足對代謝、生長和疾病相關基因的定位，基因多態性是人類各種可遺傳變異中常見的現象。SNP檢驗方法主要是以PCR為基礎，通過電泳技術分辨堿基差異造成的DNA片段的各種差異來進行基因分型。Taylor等設計了一個十字型微流控芯片對其進行分析，探討了多種疾病與其變異存在相關性。整個分析過程由傳統方法的幾天時間縮短到45min。

微流控芯片技術在蛋白分析中的應用

蛋白質是生物體最基本的生物活性物質，蛋白質的分離測定可以幫助人們認識蛋白質在生物功能中的作用，對發現新的診療方法有著不可估量的價值。傳統的蛋白質分析步驟均由手工操作進行，這些方法過于繁瑣、樣品消耗量大、靈敏度不高，無法滿足蛋白質組學對分析系統快速、集成、高通量、高靈敏度的需求。利用微流控分析芯片系統對蛋白質樣品、蛋白質的結構、功能以及蛋白質的相互作用進行分析，其分析步驟均在幾平方厘米的分析芯片上進行，反應速度快，靈敏度高。另外，微流控芯片檢測技術所需要的試劑及反應物的量均較少，可以大大減少試劑消耗。Hofmann等利用等電聚焦毛細管電泳芯片技術，以Cy5標記肽，對細胞色素C、核糖核酸酶A和肌紅蛋白等9種蛋白質混合物進行分離檢測，5 min完成整個檢測過程。

微流控芯片技術在細胞分析中的應用

隨著生命科學的飛速發展，對單細胞及胞內的成分和形態變化進行分析和檢測已成為研究的熱點。微流控芯片由于其微通道寬度(10～50μm)和生物細胞大小相當，所以生物細胞在微通道內非常容易操縱、觀察和檢測，以微流控芯片進行單細胞研究具有獨特的優越性。Shin等構建了一種電穿孔細胞芯片，他們通過指數衰變式脈沖發生器對流體通道內的細胞進行電穿孔實驗，測量了細胞電穿孔時各種參數。近幾年人們還在細胞微環境的化學濃度梯度進行時間和空間控制、細胞培養等方面進行了大量研究。相信隨著微流控技術的不斷更新，此技術有望成為細胞研究的主要工具。

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