微流控应用领域

以下各节将进一步详细说明微流控应用领域：

早期的生物芯片是基于DNA微阵列的思想，例如Affymetrix的GeneChip DNAarray ，它是一块玻璃、塑料或硅基板，其上的DNA（探针）碎片固定在微阵列上。类似于DNA微阵列，蛋白质阵列是一种微型阵列，其中许多不同的捕获剂（最常见的是单克隆抗体）沉积在芯片表面上。它们用于确定生物样品（例如血液）中蛋白质的存在和/或数量。DNA和蛋白质阵列的缺点是它们既不可重构，也不能重组制造后可扩展。数字微流控已被描述为进行数字PCR的手段。

除了微阵列，还设计了生物芯片用于二维电泳、转录组分析和PCR扩增。其他应用包括蛋白质和DNA的各种电泳和液相色谱应用、细胞分离、特别是血细胞分离、蛋白质分析、细胞操作和分析、包括细胞生存力分析和微生物捕获。

通过将微流控技术与景观生态学和纳米流控技术相结合，可以通过构建局部细菌栖息地斑块并通过分散走廊将它们连接起来来构建纳米/微制造的流体景观。将所得的景观可以用作一个的物理实现自适应景观，通过产生分布在空间和时间的机会的补丁的空间马赛克。这些流体景观的斑驳性质允许研究在成群系统中适应细菌细胞的研究。这些细菌生态系统在这些合成生态系统中的进化生态学允许使用生物物理学解决进化生物学中的问题。

建立精确和精心控制的化学引诱剂梯度的能力使微流控成为研究运动性，趋化性以及在少数微生物群体中和在短时间内发展/发展对抗生素耐药性的理想工具。这些微生物包括细菌和宽范围生物体的形成海洋微生物循环，负责调节许多海洋的生物地球化学的。

微流控技术还通过促进创建durotactic（刚度）梯度，极大地帮助了durotaxis的研究。

通过纠正单个游泳细菌的运动、微流控结构可用于从运动细菌细胞群中提取机械运动。这样，可以构建细菌驱动的转子。

微流控和光学器件的合并是典型称为光流控。光流体装置的例子是可调谐微透镜阵列和光流体显微镜。

微流控可实现快速样品通量，大样本群体的自动成像以及3D功能或超分辨率。

微流控领域的HPLC有两种不同形式。早期的设计包括使液体流过HPLC色谱柱，然后将洗脱的液体转移至微流控芯片，并将HPLC色谱柱直接连接至微流控芯片。早期方法的优点是易于从某些机器（如测量荧光的机器）进行检测。最近的设计已将HPLC色谱柱完全集成到微流控芯片中。将HPLC色谱柱集成到微流控设备中的主要优点是可以实现更小的外形尺寸，从而可以在一个微流控芯片中组合其他功能。集成芯片还可以由多种不同的材料制成，包括玻璃和聚酰亚胺，它们与许多不同的基于液滴的微流控设备中使用的PDMS的标准材料完全不同。这是重要的功能，因为HPLC微流控芯片的不同应用可能需要不同的压力。与玻璃和聚酰亚胺相比，PDMS在高压用途上的失败。HPLC集成的多功能性避免了色谱柱和芯片之间的连接和装配，从而确保了鲁棒性。将来能够构建上述设计的能力使微流控领域能够继续扩展其潜在应用。

在过去的10到15年中，已证明微流控装置中集成HPLC色谱柱的潜在应用广泛。此类色谱柱的集成使您可以在材料利用率较低或非常昂贵的地方进行实验，例如蛋白质的生物学分析。试剂体积的减少允许进行新实验，例如单细胞蛋白质分析，由于先前设备的尺寸限制，以前很难进行。HPLC芯片设备与其他质谱法（例如质谱法^）的耦合可增强对所需物种（如蛋白质）的识别的信心。还创建了带有内部延迟线的微流控芯片，这些延迟线允许生成梯度以进一步改善HPLC，从而可以减少进一步分离的需要。集成式HPLC芯片的其他一些实际应用包括通过其头发确定人体内药物的存在和通过反相液相色谱法标记肽。

声滴喷射使用超声波脉冲来移动少量流体（通常为纳升或皮升），而无需任何物理接触。这项技术将声能集中到流体样本中，以喷射小至百万分之一升（百万升= 10 ^-12升）的液滴。ADE技术是一个非常温和的过程，可用于转移蛋白质，高分子量DNA和活细胞而不会损坏或丧失活力。此功能使该技术适用于包括蛋白质组学和基于细胞的测定在内的多种应用。

微流控燃料电池可以使用层流来分离燃料及其氧化剂，以控制两种流体的相互作用，而无需常规燃料电池所需的物理屏障。^[

为了了解宇宙中其他地方存在的生命前景，天体生物学家对测量行星外体的化学成分很感兴趣。由于其小巧的尺寸和广泛的功能，微流控设备特别适合于这些远程样品分析。可以使用微芯片毛细管电泳和选择性荧光染料评估地外样品中的有机物含量。这些设备能够检测氨基酸、肽、脂肪酸和简单的醛、酮和硫醇。这些分析结合在一起，可以对生命的关键组成部分进行有力的检测，并希望能为我们寻求功能外星生命的探索提供信息。