微流控，早期的研究重點主要集中在對微通道內連接流系統的操控，包括進樣、混合、反應、分離和檢測等。然而由于傳統連續流系統存在一定局限性，如樣品消耗量較大，微泵和微閥的結合與制造工藝復雜，易造成交叉污染以及在低雷諾系數下液流間難以快速混合等。因此，近年來對離散化微液滴的操控日益成為國際上研究的重點。與傳統連續流系統相比，離散化微液滴系統有一系列潛在優勢，如消耗樣品和試劑量更少，混合速度更快，不易造成交叉污染，易于操控等。

液滴微流控是微流控平臺的一個重要分支。它與連續流有所不同，是利用混溶來形成分散的小體積流體，即液滴。在液滴微流控中能夠在不增加儀器復雜的基礎上進行大量的反應，而且反應速度快、試劑消耗小，因此作為微反應器受到廣大研究人員的青瞇。而且已有研究表明，能夠在液滴微粒控系統執行簡單的布爾邏輯功能，為實現微流控計算機芯片邁出了重要的一步。

液滴發生的本質是乳化現象，產生于不相容的物質之間，有單層乳化和多層乳化。根據液滴發生過程中兩種不相容物質所處的角色不同而分別稱之為連續相和不連續相（分散相），分散相就是被分散成液滴的物質。

液滴發生的本質是乳化現象，產生于不相容的物質之間，有單層乳化和多層乳化。根據液滴發生過程中兩種不相容物質所處的角色不同而分別稱之為連續相和不連續相（分散相），分散相就是被分散成液滴的物質，連續相是充當液滴載體的物質。就單層乳化而言，一般根據分散相屬于水相或油相的不同，可以分為O/W、W/O型液滴。

微液滴微流控芯片應用有以下幾個方面

一、乳化

乳化產品如化妝品、牛奶等已成為人們日常生活中不可或缺的必備品，而傳統的通過攪拌、加熱或添加特殊表面活性劑等工藝得到的常常是多分散性乳液。因此，如何有效獲取單分散性好的乳液是膠體科學所需要解決的一個重要問題。

Utada等報道了一種在微毛細管內一步生成且易于操控的雙乳化裝置。這個裝置主要由橫截面為正方形的長方體玻璃管內嵌套一個圓柱形玻璃毛細管組成，且兩個管道的軸心完全重合，微液滴就在軸心處生成。

利用多相流法獲得微液滴，方法操作簡單靈活，只需通過改變流體流量比便可生成大量穩定且單分散性好的微液滴。因此，它將很有可能發展成為一個良好的研究乳化平臺。

二、混合

      由流體動力學可知，在微米級尺度通道內，流體因雷諾系數太小（0.01~100）而呈層流狀態，物質則通過兩相接觸處的分子自由擴散進行緩慢交換。這給需要通過多相流體之間快速混合來實現的反應和檢測帶來了困難。相比之下，精確可控的微液滴因不受此條件限制，從而可以進行快速且高效的混合。

Cheng等利用多相流法生成微液滴，研究了運動的微液滴內部的速度分布以及兩個微液滴碰撞后組成的濃度分布。用micro-PIV技術測量結果表明，運動的微液滴內存在微循環流，并且微液滴外側流速大于中間流速。用熒光物質標記微液滴，發現兩個微液滴碰撞后達到完全混合只需要0.17s而且這個時間還可以在提高液滴流速的情況下進一步減少。可見，微液滴的碰撞是一種高效的混合方式。

三、包埋

      利用多相流法生成微液滴，因為微液滴被互不相溶的惰性連續相包埋，所以可以用它作為媒介來包埋和運輸物質，特別是某些生物活性組分如細胞、蛋白質、多肽、DNA和RNA等。由于包埋在微液滴內的組分明顯降低了被污染的可能性。因此，相應地增加了檢測靈敏度。Loscertales等報道了一種外加高壓下同軸內外液在出口處噴射形成泰勒錐的包埋技術。這種包埋技術還可以通過對流速的控制來改變膠囊內物質的量和膠囊殼的厚度。He等利用光誘捕技術將單細胞及及亞細胞的結構線粒體包埋到皮升和飛升的微水滴中，并對包埋在微液滴內的細胞進行了激光誘導分解和酶化驗，從而揭開了利用微液滴對目標細胞或亞細胞結構進行可行性研究的序幕。

    四、萃取

萃取是物質分析檢測過程中經常用到的一種方法。通過萃取可將待分析組分富集或純化，從而提高分析靈敏度。方群等對微流控芯片微液滴停留萃取作了深入的研究。后來他們又進一步對實驗室系統進行優化，采取順序進樣，經萃取后，成功地在微液滴內對過氧草酸酯反應體系進行了化學發光檢測。

    五、微反應器

    微反應器因其形態穩定、便于操控以及不易污染等特點，使它成為微反應器的理想選擇。Zheng等利用多相流法在由玻璃和PDMS組成的芯片微通道內生成納升級水相微液滴，并以生成的微液滴作為微反應器，利用X衍射作為檢測手段，成功地對蛋白質結晶條件進行評估和篩分。隨后他們又報道了一種簡單且經濟，利用微液滴進行組分高效篩選的方法。此外，Gerdts等也利用微液滴作為微反應器對蛋白質結晶過程中的成核現象和增長進程進行了研究，該研究的成功為常規條件下難以實現結晶的蛋白質提供了一個新的研究平臺。

    后來，TakasiNisisako等利用水相鞘流對有機相進行夾擊和剪切，在Y型通道上生成有機相微液滴，并在其內部合成形狀可控的微米級聚合物顆粒。這表明，微液滴技術為我們提供了一個生成納米顆粒新的途徑。

    六、生物鑒定

    作為一種正在迅速崛起的新技術，在生物學領域的應用是微流控和納流控技術發展的一個非常重要方向。在這方面,微液滴將微流控技術微型化的優勢進一步完美體現。

Srinivasan等利用電潤濕法分別生成含有人體血清、血漿、尿液、汗液和唾液的微液滴,對其中葡萄糖的含量進行分析,并將分析結果與參考值進行比較,除尿液中葡萄糖濃度因尿素干擾與參考值有較大偏差外,其余結果都與參考值相當。這也肯定了電潤濕法對單個微液滴進行精準操控在生物鑒定中的應用價值。Linder等報道了一種利用氣動法原理生成應用于生物分析的微液滴系統。

后來，Luo等報道了一種利用多相流法產生微液滴并用電化學檢測的有效方法。通常,因熒光素無法進入到活酵母細胞,而不能對其進行熒光檢測。但利用微流控芯片上集成的微電極對酵母細胞進行適當電擊后發現,熒光素不僅能進入到酵母細胞中,而且能保持酵母細胞完好無損,從而可以方便地對其進行熒光檢測。

   近年來關于微流控離散化微液滴操控系統研究已經取得了一定成果,特別是對通道內微液滴產生機理、穩定性、傳輸、混合和分離的研究。但這一領域的研究在很多方面仍然需要不斷改進和提高。