微流控芯片（mircrofluidic chip）即生物芯片，也被称为芯片实验室。微流控技术指在微米级微管中精确操纵微量流体的技术，能将样品反应、制备、分离、检测等生化实验的基本操作集成到很小的芯片上，具有高灵敏度、高集成、高通量、高效率等多种优势。在生物医学领域，可用于药物合成分析、医疗体外诊断、仿生皮肤组织器官、单细胞分析、核酸分析、药物筛选递送等场景。
技术发展史
微流控的两项主要应用为POCT和生物制药科研（包括测序、基因组学和蛋白质组学）。根据Yole报告，2018年全球微流控产品市场规模达到87亿美元，2019至2024年期间的复合年增长率可达11.7%，预计2024年将达到174亿美元。同时，微流控设备的市场规模在2019~2024年，复合年增长率为10.8%。可以预见，微流控芯片技术将在生物医药的科研与实际应用中发挥巨大作用。
生物医药领域应用
比如，Wu M等使用微流控芯片激光诱导荧光检测器，使用场放大样品堆积（FASS）和反向场堆积（RFS）的片上多重富集方法，同时分析卡那霉素、万古霉素和庆大霉素的含量，这种与在线多重富集方法的联用让检测灵敏度提高了近300倍，三种抗生素的检测限可达0.20～0.80 μg/L。实际上，微流控分析还在手性药物毒性分析、血液尿液等药物浓度分析、药代动力学分析等领域具有巨大应用价值。
以酶学检测为例，应用EZ Reader芯片的实验底物是带有荧光标记的多肽，底物在反应体系中酶的作用下转变为产物，其所带的电荷也发生相应的变化，利用底物和产物所带电荷的不同，将二者在芯片通道中进行分离，达到分别检测的目的。
图1. EZ Reader芯片原理 来源：PerkinElmer官网
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图2. 细胞水平微流控药物筛选芯片结构示意 来源：lab on a chip
据2024医疗器械展会Medtec了解，Pessi等人将液滴微流控技术应用在蛋白质药物的治疗上，借助W/O/W 型双乳液液滴，在内部相中装 1% 的牛血清蛋白，外部用聚乙烯醇、聚已酸内酯和聚乙二醇包裹，形成直径23-47um之间的分散粒子，药效稳定性长达4周，能在168h内稳定释放30%的牛血清蛋白（图3B）。
图3. 液滴微流控应用于药物递送原理示意 来源：分析化学评述与进展
文章来源：医用塑料
