微流體是具有微尺度（幾十到幾百微米）集成通道的系統科學和技術，其中少量流體（通常為10-9至10-18升）可以被系統地控制和操縱，從而按照預先的設置進行流動。微流體技術在近幾年來的迅速發展使其得以在包括食品，醫療，科技，和環境等的多個領域大展身手。其中備受矚目的及時現場護理（POCT），液滴微流體，以及仿生實驗室技術就能很好地代表微流體近年來在我們生活中扮演的角色。

及時現場護理（POCT）或床邊測試被定義為在護理點處或附近的醫療診斷測試，也就是說，測試就發生在護理患者的時間和地點。而傳統意義上的測試幾乎完全依賴于醫療實驗室。患者樣本需要從護理點運送到醫療實驗室，經過幾個小時甚至是幾天復雜的實驗過程，患者才能知道自己的測試結果。而在等待的時間中，對患者的護理還在繼續，即使醫護人員并沒有其所需要的患者信息。當POCT和電子醫療記錄結合使用時，由于可以對患者進行目標導向治療（GDT），患者的發病率和死亡率得以降低。

科學界近幾十年來也見證了POCT的快速發展，其在家庭醫療保健，事故點和緊急情況下提供實時診斷方法。與傳統勞動密集型，耗時和昂貴的大型儀器實驗室測試相比，POCT是經濟實惠的，敏感的，特異性的，用戶友好的，快速的，強大的，無設備的，并且可交付給最終用戶的。因此，POCT滿足世界衛生組織提出的“保證”標準的要求。

同時，由于樣品消耗低，處理時間短，靈敏度高，成本低等原因，微流體技術已成為POCT的神助攻。其已經可以集成到一次性設備中，具有高度的樣品控制力，并可以進行多重測試。作為POCT最流行的微流體技術，側流測試（LFT）已經成為很多資源有限的地區標準的生物測定方法。但是LFT在定量性和多重測試性上面還差強人意。

科學家們多年來致力于開發具有無設備定量讀數的微流體POCT，包括基于強度的測量，基于階梯的檢測，以及基于距離的測量。膽固醇監測具有重要的臨床意義，特別是在預防心臟病方面。早在上個世紀末，就有科學家報道了一種用于定量檢測全血中膽固醇的紙條。該紙條分為四個部分：測量區域，酶試劑墊，樣品墊和芯吸條。當芯吸試劑含有HRP的條帶被傾倒，其就使得樣品與固定在酶試劑墊上的膽固醇氧化酶反應。反應會產生過氧化氫，并與測量區域中的底物進一步反應，產生著色產物，其強度與樣品中膽固醇的濃度成正比。這樣的技術使得未經訓練的人員都能夠在15分鐘內以高精度和準確的方式進行自我測試。類似的，這種方法也可以定量檢測高密度脂蛋白（HDL）的含量。HDL是冠心病（CHD）的重要指標。

另一個應用非常廣泛的微流體亞類是液滴微流體，其通過微通道內的不混溶多相流，產生并操縱離散的液滴。盡管處于發展的早期階段，微流體最初考慮的是易混溶流體相的連續流動，液滴微流體的產生和發展是出于兩種互補的需求：生成用于μTAS研究的微流量反應器，以及制造復雜的基于液滴的顆粒，以進行材料研究。在過去的二十多年中，得益于理論和技術方面的巨大進步，液滴微流體已經在多個領域得到很廣泛的應用。

液滴微流體在過去20年間的進步主要體現在以下幾個方面。首先，在芯片的制作方面，受益于新材料的不斷引入，以及制造技術的日益創新，液滴微流體經歷了從簡單的二維（2D）微通道到多功能三維（3D）系統的過渡開發。而在液滴動力學方面，微流體液滴產生的原理已經得到了深入的研究。人們現在通常會通過被動流體動力學壓力或是主動的外部驅動來產生液滴。了解液滴微流體獨特的流體動力學可以幫助我們精確地控制液滴及其界面，并產生新穎的系統設計，生成和操縱具有不同形態和行為的液滴。在應用方面，隨著理論和技術的進步，液滴微流體已經在生物化學分析，材料的納米或是微量級生成等方面有了廣泛的運用。

這些年在醫藥領域運用非常廣泛的藥物篩選系統中就有液滴微流體的身影。藥物發現是研究藥物和潛在靶點之間相互作用的科學。藥物發現過程高度依賴定量和定性的高通量篩選試驗。常規的篩查方法通常需要很長時間，并且一次實驗中能測試的樣品的數量一般十分有限。相比之下，微流體技術提供了高度平行的技術平臺，滿足了藥物篩選的要求。液滴微流體的運用對于藥物發現過程的幫助尤為巨大。液滴微流體具有分隔，低污染，分散，快速混合，和低試劑消耗等附加優點。因此其已經被廣泛運用于藥物發現平臺，很好地提高了篩選的效率和通量。具體來說，液滴微流體可以運用于化合物庫的篩選，幫助研究人員選擇針對特定靶點的活性分子。此外，液滴微流體也可以進行劑量反應篩選，根據目標的活性確定合適的化合物濃度。

除了醫學檢測和藥物篩選，微流體技術在基礎研究中也起著十分重要的作用。仿生系統是生物學研究的一個重要分支，助力包括腫瘤在內的多方面的研究。腫瘤中最危險的現象之一是癌細胞的轉移。轉移是一個高度組織且具有器官特異性的過程，轉移的腫瘤細胞可能靶向多個目的地，包括肺，肝臟，和骨骼。一個良好的轉移實驗模型可以有效幫助我們理解腫瘤的轉移機制，也可以成為潛在的抗轉移藥物篩選平臺。

動物模型是傳統的研究腫瘤轉移的方法，但是這些模型一般會涉及復雜的操作程序，造成人力和物力的浪費，增加新藥的研發成本，推遲新藥的開發過程。相比之下，體外轉移模型就接地氣多了。它們中的大部分都只涉及簡單的操作程序，花費較少，并且能夠節省研發的時間。廣泛使用的Transwell就是一個很好的例子。但是，研究人員發現，在靜態條件下培養細胞時，Transwell不能準確地再現循環腫瘤細胞（CTC）對內皮的動態粘附。

模擬動態CTC轉移到多個器官的仿生微系統可以在克服動物模型缺點的同時，保留Transwell系統簡單，便宜和省時的優點。作為一種新技術，微流體為細胞生長和刺激的空間和時間控制創造了可能性。研究人員已經開發了微型裝置，促進關于細胞，組織甚至器官的生物學的應用和基礎研究。微流體技術已經成為構建仿生模型的理想平臺。這些綜合微系統可以模擬活體器官的復雜生理功能，如人功能性肺泡的毛細血管界面。研究人員也已經開發出了基于微流體的平臺，來模擬腫瘤侵襲和轉移的過程。

 因此，我們可以看見，微流體理論和技術的發展早已突破了研究機構的限制，被運用到我們生活的方方面面。可以預期到，由于其經濟實惠，操作簡便，樣品輸入量少，通量高等潛在的特點，微流體技術會在越來越廣泛的領域大展身手。

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2017微流控芯片前沿研討會將于11月17-18日在上海召開。

此次會議嘉賓有：林炳承 中科院大連物化所教授、朱永剛 哈爾濱工業大學教授、林金明 清華大學教授、馬波 中科院青島能源所教授、鄧玉林 北京理工大學生命科學院教授、牟穎 浙江大學教授、陳健 中國科學院電子學研究所副教授、王瑋 北京大學教授，微電子學研究院副院長、王琪 大連醫科大學附屬第二醫院、楊朝勇 廈門大學教授、孫佳姝 國家納米中心、趙遠錦 東南大學生物科學與醫學工程學院教授、劉婷姣 大連醫科大學教授。

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