干货-什么是微流控系统？ | 微纳立方科技

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这是微纳立方科技的第17篇微流控文章
微流控系统，指的是集微流体的驱动、操控、监测、反应、检测与分析等功能于一体的实验平台，常规来讲，一个微流控系统应包含以下几个子系统：
1.流体驱动子系统。
2.过程监测及控制子系统。
3.微流控芯片。
4.检测分析子系统。
下图为PLGA（聚乳酸-羟基乙酸共聚物）微球制备微流控系统的实物连接图，可辅助理解微流控系统的概念。


流体驱动子系统

此部分通常由微流体驱动泵组成。
压力泵、注射泵和蠕动泵是最常用的微流体驱动泵，可满足多种微流控应用需求，其中，压力泵常用于高精度高稳定性微流体进样（如液滴制备），注射泵常用于中等精度和高压微流体进样（如微流控石油驱替），蠕动泵常用于低精度大流量循环流体进样。
下图展示了FLOW-EZ压力泵工作原理和一个简易微流控系统示意图。


过程监测及控制子系统

此部分通常由流量传感器和各种阀门组合而成。
在此子系统中，即可实现流量的反馈控制，同时，结合阀门控制，也能实现流体的序列进样、循环进样和体积定量等多种流体操控，实例可参考下图。


微流控芯片

微流控芯片为微流控系统中的核心部件，通常需在搭建微流控系统前，根据所研究应用设计微流控芯片，再根据芯片功能需求选择所需的驱动源、阀以及显微镜和CCD等组件。
通常情况下，考虑到成本、实验室环境以及时间等因素，可在标准微流控芯片、定制微流控芯片和搭建自己的芯片研发实验室之间做出选择。
下图为Micronit所研发的多种标准微流控芯片及其部分夹具展示。


检测分析子系统

在细胞培养、细胞成像和石油驱替等多数应用中，需要对微流控芯片上反应进行观察、记录及分析等操作，而这些微反应是肉眼不可见的，需要使用高速CCD，显微镜或光谱仪等高精度设备对实验现象进行检测、数据采集及分析。
下图展示了一种微米级光谱仪，以及其所记录的数据和数据分析。


在搭建微流控系统时，我们可以选择功能比较齐全、适配性较高的通用型微流控综合实验平台（见下图），但在更多时候，针对不同应用，尤其是微流控领域的崭新应用，我们更需要一个极具性价比的定制微流控系统解决方案。



相关阅读：
1. 如何选择合适的微流体驱动泵（一）
2. 如何选择合适的微流体驱动泵（二）
3. 微流体操控之序列进样
4. 微流体操控之循环进样
5. 微流体操控之体积定量
6. 如何选择微流控芯片

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