常见的微流控芯片模块功能

微流控芯片

起初微流控芯片在欧洲被称为“微整合分析芯片”，在美国被称为“芯片实验室”。微流控芯片是指容纳微流控模块的物理平台。微流控芯片的尺寸通常在1厘米到10厘米之间，看起来像显微镜载玻片。一个微流控芯片可以容纳多个微流控模块。

微流控模块有很多种。下面简单举例常见的一些微流控设计模块。

直通道微流控模块

顾名思义是一个单直微通道，有一个入口和一个出口。当研究人员评估材料相容性时，如光学、热学、化学或表面性质时，首要选择单一通道。在细胞培养研究中使用直通道微流控设备来优化试剂、通道尺寸、流速或每个特定细胞类型或大小的通道涂层。

Y通道微流控模块

这类型的设备主要用于分离。通常，细胞等不均匀颗粒混合物从一侧进入，在连接处分离，然后通过出口输送。Y通道微流控设备可以利用磁、电、声、热、激光、鞘层流、重力等多种物理或流动特性来驱动分离。

T型微流控模块

在典型的T型微流控模块中，有一个主直通道和一个垂直的侧通道，它们沿长度方向与主通道相连。T型接头通常用于产生液滴，如油包水或水包油等。这类型的微流控设备通常是简单常用的液滴发生器。

交叉型微流控模块

交叉连接微流控模块是两个垂直的通道以对称的方式连接到主通道上。连接处通常充当微喷嘴，产生流动聚焦现象。近几年来，许多流体聚焦液滴发生器被引入单细胞高通量测序和其他应用。

螺旋微流控模块

螺旋微流控模块通常是一个在通道外端分支的单螺旋通道。气流通常从螺旋的中心进入，从外部流出。螺旋通道主要用于基于惯性的颗粒分离和分选。通常，使用这种策略可以分离不同大小、重量或形状的粒子。根据应用的不同，分支机构的数量可以在2-10之间。

微型反应器模块

这种模块也被称为微流控室或流动池，这些微流控模块沿通道的某处聚集，具有腔型功能。当液体需要进行化学、物理或生物反应时，可使用这些微型装置。通常需要加热、紫外线或时间来激活和进行反应。例如用于POCT设备的微流控模块，其中患者样本（例如血清）进入微流控室，并且需要与试剂（例如抗体或酶）反应输出检测结果。芯片上的PCR是这种微流控模块较为常见的例子。

分离微流控模块

捕获和分离是微流控技术的主要应用领域。利用微流控模块分离目标粒子的方法有很多。较常见的是微通道中的筛型特征，其中通道允许特定尺寸的颗粒通过，同时保持或捕获目标颗粒。其他类型有基于涡流的阱，在主通道的侧面或内部，腔室根据目标的大小和形状捕获目标。分离微流控设备在分离癌细胞、干细胞和血清方面有很大的应用。

合并微通道

当来自不同来源的几种试剂需要混合和反应时，使用合并微流控模块。通常某些化学物质或粒子，如标记物或细胞，需要以准确的方式进入主流。大多数生物学研究或化学合成应用都是多液体的，因此微流体合并设备在该领域具有良好的应用。

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