微流控芯片的最顯著特征之一在于微型化,其主要體現(xiàn)在微流控芯片和微米級管道的空間尺度,以及其對研究對象的處理與檢測水平。

       首先，微流控芯片尺寸較小。目前使用的芯片大小為數(shù)cm2。

       其次,在微流控芯片內(nèi)進(jìn)行的樣品處理量都在mL, nL,甚至pL 級。微流控芯片內(nèi)開展的微量實驗操作在物質(zhì)消耗方面顯示出很大的優(yōu)勢,尤其是在處理某些珍貴的樣品和試劑的過程中。

       第三,微流控芯片具有低能量消耗的特點,這主要是基于其可微量操作性。

       此外,微流控芯片對物質(zhì)研究,采取微區(qū)域界面處理模式,極大提高了對研究對象的可控制性,特別是針對細(xì)胞的操作。

       隨著微機(jī)電加工技術(shù)(Microelectromechanical systems,MEMS)的發(fā)展,流控芯片進(jìn)入了一個迅速發(fā)展的時期,各種基于微流控芯片的操作技術(shù)單元不斷涌現(xiàn)。與傳統(tǒng)的實驗室操作相比,盡管這種微型化操作顯示出許多突出的優(yōu)勢(如便攜、廉價、操作簡單、樣品消耗低等),然而單一芯片操作單元并不能滿足常規(guī)研究操作系列化的需求。作為微流控芯片的主要特征,各種技術(shù)單元的功能組合與集成有利于開展各種高通量和系列化操作與實驗研究。近年來,隨著各種單元操作技術(shù)的日臻成熟,大規(guī)模集成化已成為微流控芯片技術(shù)發(fā)展的趨勢之一。以此為技術(shù)支撐,研究人員已構(gòu)建出了許多前沿性的芯片分析平臺。在細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域,微流控芯片技術(shù)的滲透,極大地提高了細(xì)胞操控與分析能力的連續(xù)性。例如,Gómez-Sjöberg 等建立了一種多功能、自動化細(xì)胞培養(yǎng)集成微流控系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了96 個獨立的細(xì)胞培養(yǎng)單元,能夠分別控制細(xì)胞培養(yǎng)條件,包括細(xì)胞接種密度、培養(yǎng)液組成成分和營養(yǎng)供給時間,以及細(xì)胞影像操作。Fan 等構(gòu)建了一種開展單細(xì)胞全基因分子單體型分析的集成微流控芯片系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了單細(xì)胞定位、蛋白酶解與染色體釋放、單個染色體的分離、分配與擴(kuò)增等一系列操作功能的集成。以上研究進(jìn)展表明了芯片系統(tǒng)對活細(xì)胞時空控制培養(yǎng)與分析的可行性。因此,集成微流控芯片技術(shù)以更加優(yōu)秀的時間與空間控制、實時監(jiān)測與操作能力,在諸多研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。