微流控芯片反應器：從簡單到智能
化學的使命在于創造或改良物質，而合成（synthesis）是必經之路。從中世紀的煉金術開始，人們習慣于在玻璃器皿（燒瓶、燒杯）中操縱反應原料，獲得產物，并基于此建立起龐大的合成帝國。然而，面對人類對新物質、新規律的不斷需求，傳統玻璃器皿的劣勢日漸凸顯：集成化、自動化程度低，資源浪費，選擇性、重現性差，以及安全隱患等。在此背景下，微流控芯片反應器（microfluidic reactor，microreactor）應運而生，并以其獨特優勢，在合成方法學、藥物篩選以及大規模應用等諸多領域扮演著重要角色。
玻璃器皿與微流控芯片上的化學合成
近日，國家納米科學中心的蔣興宇研究員在微流體領域旗艦期刊Lab on a Chip發表了題為 “Why microfluidics? Merits and trends in chemical synthesis”的邀請綜述，系統討論了微芯片反應器中的化學過程，并闡述了“芯片上的化學合成”由單芯片反應器向模塊化集成系統的發展邏輯與趨勢。作者結合其在微流控芯片可控組裝納米顆粒及抗腫瘤藥物篩選的研究基礎（Angew. Chem., Int. Ed., 2015, 54, 3952-3956，Adv. Mater., 2015, 27, 1402-1407，Nat. Commun., 2017, 8, 15130），選取了微芯片反應器中合成小分子及微納米材料的經典實例，詳細展現了交叉學科背景下，微流控芯片實驗室在復雜過程/體系、方法學、綠色化學、批量篩選、自動化合成、智能反饋以及工業化生產等多方面的應用前景。同時，作者從芯片制造與產能，應用普適性，以及智能化集成等角度深入探討了微流控芯片反應器當前面臨的挑戰與未來可能的解決方案。
文獻鏈接：
Why microfluidics? Merits and trends in chemical synthesis
Lab Chip, 2017, 17, 3960-3978, DOI: 10.1039/c7lc00627f
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標簽: 微流控芯片反應器