微流控技术是研究在微小尺度（通常指亚微米到毫米级）上操控流体的技术，其核心目标是精确控制微量流体的行为，包括流动、混合、反应、分离等。这一技术在生物医学、化学分析、材料科学等领域展现出巨大潜力。以下从原理、技术手段、应用场景和挑战等方面进行揭秘：

　　一、微流控基于流体在微小通道中的物理行为，利用以下原理实现精确控制：

　　1.层流效应

　　在微尺度下，流体惯性力极小，雷诺数（Re）远低于临界值（通常Re < 100），流动以层流为主，不易产生湍流。

　　不同流体层可并行流动而不混合，适用于精准操控多相流体（如油水两相）。

　　2.表面张力与润湿性

　　微通道尺寸与表面张力效应相当，流体行为受通道壁面的润湿性（亲水/疏水）主导。

　　通过修饰通道表面（如涂层、图案化），可引导流体流动或实现液滴生成。

　　3.压力驱动与电动力

　　压力驱动：通过施加气压或液压梯度驱动流体流动（如泵或挤压）。

　　电动力：利用电场力操控带电粒子或液滴（如电泳、介电泳）。

　　其他驱动力：包括毛细管力、离心力、声波力等。

　　4.扩散与混合

　　微尺度下分子扩散距离短，但层流效应会抑制混合。需通过设计特殊结构（如交错通道、混沌混合器）或施加外力（如超声振动）增强混合。

　　二、关键技术手段

　　1. 微流控芯片设计与制造

　　材料选择：

　　聚合物（如PDMS、聚碳酸酯）：成本低、易于加工，适合一次性使用。

　　玻璃/硅片：用于高精度实验，化学稳定性好。

　　纸基材料：低成本、可降解，适用于低端检测（如试纸）。

　　制造工艺：

　　软光刻：通过光刻技术制造PDMS模具，复制微通道结构。

　　3D打印：直接打印复杂三维结构，适应个性化需求。

　　激光微加工：在玻璃或金属表面刻蚀通道。

　　2. 流体操控技术

　　液滴微流控：

　　通过调控表面张力和流速，生成单分散的纳米/微米级液滴，用于化学反应、单细胞分析。

　　典型应用：数字PCR、液滴测序。

　　阀控系统：

　　集成微型阀门（如气动阀、热响应阀）主动控制流体通断，实现复杂逻辑操作。

　　电动力学操控：

　　电湿润：通过电场改变液滴润湿性，控制其移动或合并。

　　介电泳：利用非均匀电场驱动带电粒子（如细胞、纳米颗粒）定向迁移。

　　3. 检测与传感

　　光学检测：

　　结合荧光、拉曼光谱等技术，ag尊龙凯时在微通道中实时监测化学反应或细胞活动。

　　电化学传感：

　　在芯片上集成电极，通过电流或电压变化检测离子浓度或分子吸附。

　　成像技术：

　　显微成像（如共聚焦显微镜）直接观察流体动态或细胞行为。