微流控芯片反应器：从简单到智能

化学的使命在于创造或改良物质，而合成（synthesis）是必经之路。从中世纪的炼金术开始，人们习惯于在玻璃器皿（烧瓶、烧杯）中操纵反应原料，获得产物，并基于此建立起庞大的合成帝国。然而，面对人类对新物质、新规律的不断需求，传统玻璃器皿的劣势日渐凸显：集成化、自动化程度低，资源浪费，选择性、重现性差，以及安全隐患等。在此背景下，微流控芯片反应器（microfluidic reactor，microreactor）应运而生，并以其独特优势，在合成方法学、药物筛选以及大规模应用等诸多领域扮演着重要角色。

玻璃器皿与微流控芯片上的化学合成

近日，国家纳米科学中心的蒋兴宇研究员在微流体领域旗舰期刊Lab on a Chip发表了题为 “Why microfluidics? Merits and trends in chemical synthesis”的邀请综述，系统讨论了微芯片反应器中的化学过程，并阐述了“芯片上的化学合成”由单芯片反应器向模块化集成系统的发展逻辑与趋势。作者结合其在微流控芯片可控组装纳米颗粒及抗肿瘤药物筛选的研究基础（Angew. Chem., Int. Ed., 2015, 54, 3952-3956，Adv. Mater., 2015, 27, 1402-1407，Nat. Commun., 2017, 8, 15130），选取了微芯片反应器中合成小分子及微纳米材料的经典实例，详细展现了交叉学科背景下，微流控芯片实验室在复杂过程/体系、方法学、绿色化学、批量筛选、自动化合成、智能反馈以及工业化生产等多方面的应用前景。同时，作者从芯片制造与产能，应用普适性，以及智能化集成等角度深入探讨了微流控芯片反应器当前面临的挑战与未来可能的解决方案。

文献链接：

Why microfluidics? Merits and trends in chemical synthesis

Lab Chip, 2017, 17, 3960-3978, DOI: 10.1039/c7lc00627f

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