进样和样品预处理技术（一）按照芯片实验室工作的一般流程，进样和样品预处理是首当其冲的两个环节，它们将原始样品送入系统转换为适于运行的形式，并保证最终样品处理结果的质量和可靠性。从芯片实验室概念提出至今，已经累积了一整套进样和样品预处理技术，它们是芯片实验室发展的重要基础。进样利用芯片平台处理样品，首先需要将样品引入芯片的样品处理通道或通道网络，该步骤通常称为进样（sample loading...

微流体驱动与控制技术（二）4.3 非机械驱动4.3.1 电渗驱动非机械驱动指的是系统本身没有活动机械部件的一种驱动方式，电渗驱动是非机械驱动的重要形式之一，也是当前微流控芯片中应用最为广泛的一种流体驱动方式。与压力驱动相比，电渗驱动的优势包括系统构架简单、操作方便、流型扁平、无脉动等。但电渗驱动易受外加电场强度、通道表面、微流体性质及传热效率等因素的影响，稳定性相对较差，而且这种驱动方式仅适...

微流体驱动与控制技术（一）微流控芯片的基本要点之一就是对微尺度下的流体进行操作和控制，而作为操作和控制对象的流体量又极其微小，物质的很多表现形式和常量物质有所不同，因此要求有相应的微流体驱动与控制技术。4.1 微流体驱动在芯片实验室中，流体驱动方式一般可分为两类（图4-1）：一类是机械驱动方式，包括气动微泵、压电微泵、往复式微泵等各种微泵驱动和离心力驱动，主要利用自身机械部件的运动来达到驱动...

表面改性技术（三）3.4 固化型聚合物芯片的表面改性固化型聚合物的分子是体型结构，在受热时也发生软化，可以塑制成一定的形状，但受热到一定的程度或加入少量固化剂后，就硬化定型，此后再加热也不会变软和改变形状。聚二甲基硅氧烷（PDMS）芯片是最主要的固化型聚合物芯片，也是目前研究最多，使用最广泛的一类芯片。透气和弹性是PDMS芯片两个最主要的特征。PDMS的透气性使得在芯片上集成细胞培养以及研究...

表面改性技术（二）3.3 热塑性聚合物芯片的表面改性热塑性聚合物的分子是线型结构，在受热时发生软化或熔化，可塑制成一定的形状，冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化，冷却后再变硬，这种过程能够反复进行多次。热塑性聚合物芯片的种类很多，目前，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚酰亚胺（PI）在微流控芯片领域使用相对较多。热塑性聚合物芯片的物理性质...

表面改性技术（一）在微流控芯片中，由于比表面积比较大，表面性质显得尤为重要。未经处理的芯片表面性质单一，不能满足多种实验需求，因此在很多场合必须对芯片表面进行改性处理，以达到预期目的。与毛细管电泳相比，微流控芯片的表面改性技术更具有挑战性，也要困难得多。本章从常见的微流控芯片材料出发，分别介绍与玻璃和石英芯片、热塑性聚合物芯片以及固化型聚合物芯片相对应的一些表面改性技术。3.1 表面改性技术...

芯片材料与芯片制作技术（三）2.8 高分子聚合物芯片的打孔方法高分子聚合物芯片的打孔方法主要有三种。一是钻孔法，用有机高分子聚合物板材做芯片时，此法打孔简单、快速，用高质量的金属钻头即可打出周边光滑平整的孔；二是模具法，此法适用于注塑法和模塑法生产的芯片，即在芯片模具制造过程中将孔径一定的圆柱安放在模具的相应位置上，这样生产出来的芯片就拥有大小一样、周边光滑平整的孔，此法制得的孔质量最好[2...

芯片材料与芯片制作技术（二）2.4 硅、玻璃和石英芯片的打孔方法玻璃类芯片的打孔方法包括金刚石打孔法[3]，超声波打孔法[4]和激光打孔法等。金刚石打孔法设备简单，打孔速度快，但钻头质量对打孔质量影响很大；超声波打孔法见图2-11所示，因为有超声波震动的关系，所钻出的孔边缘光滑、整齐，最小孔径一般在200 μm左右，玻璃表面无损和裂痕，对后续的封接过程没有影响，但封接前必须对玻璃表面进行严格...

芯片材料与芯片制作技术（一）芯片是微流控芯片实验室的核心，微流控芯片的研究涉及到芯片的材料、尺寸、设计、加工和表面修饰等。了解芯片制备的全过程，体会芯片设计的重要性，是微流控芯片研究工作的基础。未来芯片实验室领域的竞争首先将是芯片设计和制造的竞争。2.1 常用微流控芯片材料与性能在微流控芯片研制过程中，首先要考虑芯片材料的选取。芯片材料的选取原则大体有下述几点：1）芯片材料与芯片实验室的工作...

绪    论（三）1.6 应用领域在现阶段，微流控芯片既是一门科学，又是一种技术。无论是科学还是技术，它最终的出口是应用。理论上讲，微流控芯片可以应用于任何涉及到流体的学科，其中最直接的应当是化学、生物学和医学，与此同时，它的第二波影响力已经渗透到了一些传统观念中不太涉及流体的学科，譬如光学和信息学。所有这些学科都将直面社会各行各业的实际需求，已经涉及的领域包括疾病诊断、药物筛选、环境检测、...