什么是微流控芯片
微流控芯片
微流控芯片是微流控系统中的一种微型化反应装置。
微流控芯片通过芯片通道入口和出口与外部模块（压力泵、注射泵、储液池等）相连，可将流体或气体驱动至芯片内的通道或腔室中，以进行反应和分析。微流控芯片内部的通道和腔室结构专门为所需进行的应用和分析（细胞培养，器官培养，DNA分析，数字PCR、液滴生成等） 而设计，因此，微流控芯片集成度高，可以在单个微流控芯片中，完成实验室的若干功能，具有非常多的优点：
1.减少样品和试剂消耗量；
2.提高实验自动化程度；
3.最大限度地缩短分析时间；
4.集成化，微型化和便携化；
5.高分辨率，高灵敏度。
微流控芯片的材质
用于制作微流控芯片的主要材质分为三种：硅、玻璃和聚合物。
硅和玻璃最先被用于制作微流控芯片，随着新技术的出现，聚合物、复合材料和纸等材料都能用于制作微流控芯片，在某些情况下，由于实验的特定需求，微流控芯片的制作需要同时使用多种材料。
硅制微流控芯片的优缺点
硅制微流控芯片
硅是第一种应用于微流控芯片制作的材料，具有以下优点：
1.导热性好；
2.表面稳定；
3.耐有机溶剂；
4.易在金属表面沉积。
然而，由于硅本身硬度高，致使微流控芯片加工难度大，也难以制作成阀和泵等微流控部件，其本身不透明，难以应用在在光学实验中，再加上硅的价格相对昂贵。因此，硅很快就被玻璃和聚合物材料所取代。
玻璃微流控芯片的优缺点
玻璃微流控芯片
玻璃是一种光学透明、电绝缘的非晶态材料，通常采用光刻或湿/干蚀刻方法加工。在微流控实验中，玻璃除了拥有与硅相同的优点外，还具有以下优点:
1.优秀的光学透明度
2.优异的耐高压性
3.生物相容性
4.化学惰性
5.允许高效涂层
玻璃的诸多优点，使得玻璃微流控芯片可应用于毛细管电泳、石油驱替、液滴生成、溶剂萃取和原位制备等实验中。不过，玻璃微流控芯片不透气性较差，不能用于长期的细胞培养，另外，玻璃硬度较高，加工键合难度大，发展仍然受到成本限制。
聚合物微流控芯片的优缺点
聚合物微流控芯片
相比硅和玻璃，聚合物表现出很大的优势和灵活性：聚合物更易于获取，更便宜，更坚固并且拥有更快的制造工艺。可用于制作微流控芯片的聚合物有：聚苯乙烯（PS, Polystyrene），聚碳酸酯（PC, Polycarbonate），聚氯乙烯（PVC, Polyvinyl chloride），环烯烃共聚物（COC, Cyclic Olefin Copolymer），聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA, Polymethyl methacrylate），聚二甲基硅氧烷（PDMS, Polydimethylsiloxane）。其中，硬质塑料（PMMA等）因其具有一定的光学性能与耐压性，种类多，价格低，易于加工与表面改性，可实现微流控芯片的量产，但其热稳定性和生物相容性并不理想。而PDMS制作成本低，制备工艺简单且可浇注成型，在学术界应用非常广泛。PDMS微流控芯片的主要优点包括：
1.光学透明
2.弹性
3.无毒
4.稳定性
5.成本低
6.生物相容性好
PDMS芯片的主要缺点之一是其疏水性，在亲水实验中，需要对PDMS进行表面改性。PDMS芯片的另一个主要缺点在于其不能承受高压，因为PDMS具有一定的弹性，其内部通道在高压下会发生改变，并且很容易出现漏液情况。
尽管如此，PDMS仍是最常用的微流控芯片材料。
如何选择微流控芯片？
如上文所述，聚合物已经是微流控芯片制作的首选材料，但每种材料均有其优缺点，玻璃和硅仍具有不可替代性，例如在石油驱替中，更加倾向与玻璃作为芯片材料，而在基因测序中，必须使用玻璃微流控芯片。
微流控芯片制作材质的选择上，取决于微流控芯片的实际应用、使用条件、样品种类、实验预算等因素。如何选择微流控芯片，我们提供以下几点建议：
1.透明材料有利于光学观察与分析；
2.材料必须具有优秀的生物相容性；
3.芯片制作工艺简单，成本低；
4.大多数芯片需要进行表面处理，以满足实际应用需求。
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