微流控的技术特征介绍

　　微流控是一种控制和操控微尺度流体，尤其特指亚微米结构的技术。通过在微尺度下流体的控制，在20世纪80年代开始兴起，并在DNA芯片，芯片实验室，微进样技术，微热力学技术等方向得到了发展。

　　其中多相层流分离微流控系统结构简单，有多种分离功能，具有广泛的应用前景。采用多相层流技术实现芯片上对试样的无膜过滤、无膜渗析和萃取分离。同时也有采用微加工有膜微渗析器完成质谱分析前试样前处理操作的报道。流控分析系统从以电渗流为主要液流驱动手段发展到流体动力、气压、重力、离心力、剪切力等多种手段。

　　流体在微流控的微通道中的行为不同于其在宏观尺度通道中的行为，这些流体行为不但是重要标志和特征，而且还是独特，方便的技术手段，液滴与层流为主要的流体现象。

　　和湍流相对应，层流指的是流体的层状流动，其流线平行于管壁，层流会在小于3000或者粘性力远超惯性力时出现。当在同一个微通道从不同的入口进入几相不同颜色的流体的时候，即使它们互溶，也会有层次分明的多相平行流动形成。在微通道中，能够利用层流的这种几何规律性使材料、化学环境和细胞的有序排布得以实现。除此以外，湍流基本消失，微尺度下传质的主要途径为分子扩散。因为扩散速率和分子自身的特性相关联，能够利用分子在微通道中的不同扩散距离来分离不同的分子，也因为这样层流下的液体缓慢的混合，然而，通过在微通道中对如不对称鱼骨状的突起的殊结构进行制作，能够使传质过程和液体混合加快。

　　当在通道流动着两相不互溶的液体（油和水）时，经过液/液界面张力和剪切力的作用，高度均一的间断流会由其中一相流体形成，叫做液滴。在制备乳液的方法中，若以搅拌为基础的方法是自上而下的，那么微流控的方法则是自下而上。微流控可以利用非常高的通量来对高度单分散性的液滴乳液进行制备。T型和ψ型为常见的微通道结构。在一些情况下，在通道中也会有不互溶的液滴是由含有不同高分子聚合物的水相液体形成的。