方案背景介绍

       常规的生物实验室、化学实验室、物理实验室以及医学实验室等，虽然它们的功能不尽相同，但有一点是一样的，就是无论多么简单的实验室，至少需要一个房间的空间，用来摆放仪器设备。而微流控芯片实验室（又称为芯片实验室（Lab-on-a-chip）或微流控芯片（Micro-fluidics））从传统意义上看确实是一种非常特殊的实验室，它只有几平方厘米这么大，却能完成通常需要整个实验室才能完成的工作，就好像有神奇的魔力把实验室里不同的单元操作同时变小，并互相联系起来一样。

传统实验室转换为微流控芯片实验室 示意图

       微流控芯片的基本特点是多种单元技术在微小平台上的灵活组合和规模集成，目前一个重要的趋势是：集成的单元部件越来越多，且集成的规模越来越大。所涉及到的部件包括：和进样及样品处理有关的透析、膜、固相萃取、净化；用于流体控制的微阀、微泵；当然还包括微混合器、微反应器、微分离器和微检测器等。这样一种高度集成的微流控芯片平台，具备物料耗量低，运行时间短，价格低廉，使用安全，通量高，污染小等特点，形成了微技术领域的一种固有优势。

微流控芯片实验室的特点

? 把各种基本操作单元（细胞培养、分选、裂解、样品制备、反应、分离、检测等）集成到一个只有几平方厘米的芯片上；

? 由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统；

? 取代常规生物或化学等实验室的各种功能；

? 其基本特征和最大优势是多种单元技术在微小平台上的灵活组合和规模集成。如下图所示：

 据权威数据统计，目前全世界已至少有30多个重要实验室（如MIT、Stanford大学、加州大学、美国橡树岭国家实验室等）在从事这一领域的开发和研究。

中国在UTAS领域的研究状况

? 中国于2001年启动了十五大重大项目--微流控生物分析系统基础研究，已经于2006年结题；

? 为实现2008科技奥运，科技部于2002年启动了兴奋剂微流体生物芯片工程；

? 2007年，启动973计划--微流控学在化学和生物医学中的应用基础研究。

微流控芯片实验室是微纳米技术的重要组成部分，也是系统生物学研究的主要技术平台之一，有广泛重大的应用前景，目前在中国尚未真正产业化。