微流量芯片是微全分析系統(tǒng)中的重要組成部分，微流體趣動(dòng)和控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微流體控制的前提和基礎(chǔ)。目前，微流體的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)種類很多，采用的原理和形式也不盡相同。如按驅(qū)動(dòng)原理來(lái)分，可分為壓力驅(qū)動(dòng)、電滲驅(qū)動(dòng)、電水力驅(qū)動(dòng)、表面張力驅(qū)動(dòng)、熱驅(qū)動(dòng)、離心力驅(qū)動(dòng)、重力驅(qū)動(dòng)、電磁驅(qū)動(dòng)、靜電驅(qū)動(dòng)等。如果按有無(wú)可動(dòng)部件分，又可分為有閥驅(qū)動(dòng)和無(wú)閥驅(qū)動(dòng)。每一種驅(qū)動(dòng)和控制方式的操作形式都各不同。微流體的影響因素眾多、流動(dòng)特征復(fù)雜，而且有時(shí)幾種方式是組合在一起的。下面將按照驅(qū)動(dòng)原理分類來(lái)對(duì)各種驅(qū)動(dòng)和控制微流體的技術(shù)進(jìn)行介紹。

1、壓力驅(qū)動(dòng)和控制

微流體的壓力驅(qū)動(dòng)和控制與宏觀流體的原理基本相似，可以看作宏觀流動(dòng)驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)的移植，都是依靠入口、出口和腔體內(nèi)部的相對(duì)壓差來(lái)驅(qū)動(dòng)流體前進(jìn)的。目前，利用壓力驅(qū)動(dòng)和控制微流體的方式有兩種，一種是利用外部的蠕動(dòng)泵或注射器與微流管道連接，通過前者的推動(dòng)力驅(qū)動(dòng)流體沖開管道中的閥門，在微流管道中向前流動(dòng)，這種方式的主要缺點(diǎn)是不易于小型化，但它簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、成本低廉，而且已經(jīng)商業(yè)化；另一種方法是采用微機(jī)械技術(shù)制作的微流泵來(lái)提供壓力差驅(qū)動(dòng)流體前進(jìn)。

2、電滲驅(qū)動(dòng)和控制

電滲驅(qū)動(dòng)是利用微流道表面存在的固定電荷進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。電滲流可以產(chǎn)生泵和閥的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)微流體在微流管道中流動(dòng)。電滲流產(chǎn)生的前提是與電解液接觸的管壁上有不動(dòng)的表面電荷，這種表面電荷來(lái)自于離子化基或者是液體中被強(qiáng)力吸附的電荷。在表面電荷的靜電吸附和分子擴(kuò)散的作用下，溶液中的抗衡離子就會(huì)在固液界面上形成雙電層，而管道中央液體中的凈電荷則幾乎為零，雙電層由緊密層和擴(kuò)散層組成，其中緊密層的厚度約為1到2個(gè)離子的厚度。當(dāng)在管道兩端施加適當(dāng)?shù)碾妷簳r(shí)，在電場(chǎng)的作用下，固液兩相就會(huì)在緊密層和擴(kuò)散層之間的滑動(dòng)面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于離子的溶劑化作用或黏滯力的作用，當(dāng)形成擴(kuò)散層的離子發(fā)生遷移時(shí)，這些離子就會(huì)攜帶著液體一同移動(dòng)，因此形成了電滲流。

3、電流體力驅(qū)動(dòng)和控制

電流驅(qū)動(dòng)（簡(jiǎn)稱EHD）驅(qū)動(dòng)與控制由電場(chǎng)和流體中電荷的相互作用來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，電流體驅(qū)動(dòng)需要在流體中或固體-液體表面誘導(dǎo)產(chǎn)生自由電荷，通過電場(chǎng)與自由電荷的相互作用來(lái)驅(qū)動(dòng)流體，它一般適用于導(dǎo)電率極低的液體。而電滲驅(qū)動(dòng)主要依賴材料與液體本身產(chǎn)生的雙電層與電場(chǎng)的相互作用來(lái)驅(qū)動(dòng)流體，它適用于電解質(zhì)溶液。

4、表面張力驅(qū)動(dòng)和控制

    從原理上講，如果能夠在固-液表面產(chǎn)生某種特定的表面張力梯度，就可以驅(qū)動(dòng)液體向特定的方向流動(dòng)。一般產(chǎn)生這種表面張力梯度的方法有兩種：一類方法是通過改變固體表面的濕潤(rùn)性，另一類方法是通過改變液體的成分或溫度梯度。

利用表面張力主動(dòng)進(jìn)行微流體驅(qū)動(dòng)和控制還是最近的事情，它只是處于實(shí)驗(yàn)研究階段，要用于具體的微流體系統(tǒng)，還有很多技術(shù)問題需要解決。

5、熱驅(qū)動(dòng)和控制

熱驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)的操作過程一般是，通過給液體加熱，使液體中產(chǎn)生氣泡，氣泡隨著溫度的增加而膨脹，從而驅(qū)動(dòng)和控制液體流動(dòng)。液體在只有一個(gè)開口的腔體中，當(dāng)液體中的氣泡隨著溫度增加而膨脹時(shí)，液體會(huì)直接從開口噴出，但當(dāng)液體在兩端開口的管道中時(shí)，這種驅(qū)動(dòng)方法就不能實(shí)現(xiàn)液體的單向流動(dòng)了。

利用對(duì)氣泡不對(duì)稱加熱控制和驅(qū)動(dòng)微流體的方法，所需加熱電壓小，沒有可動(dòng)部件，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，而且易于控制電路和流體管道集成一體，是一種較理想的方法，但是目前達(dá)到的驅(qū)動(dòng)速度較小，不易于控制，還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。

6、離心力驅(qū)動(dòng)和控制

利用離心力來(lái)進(jìn)行微流體的驅(qū)動(dòng)和控制的方法。采用光刻和注塑成型的方法在塑料圓盤上制作微流管道網(wǎng)絡(luò)，靠近圓盤中心的供液池裝載流體，當(dāng)圓盤由馬達(dá)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體就在離心力的作用下沿著微流管道網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)離圓心的方向運(yùn)動(dòng)，流體流速的大小可以通過調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速來(lái)控制。

基于離心力進(jìn)行微粒體驅(qū)動(dòng)有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）它只需要一個(gè)普通的馬達(dá)，功率消耗低，所需空間小；（2）對(duì)液體的物理化學(xué)性質(zhì)不敏感，而且它不僅可以驅(qū)動(dòng)液體，也可以驅(qū)動(dòng)氣體，因而適用范圍廣；（3）適用于驅(qū)動(dòng)不同尺寸范圍的管道中的流體；（4）離心力驅(qū)動(dòng)技術(shù)可獲得的流速范圍大，調(diào)節(jié)方便。