一、引言

微纳流控芯片（Micro/Nano-Fluidic Chip）是一种在微米/纳米尺度上操控微量液体的技术平台，广泛应用于生物样本处理、分子检测、药物筛选等领域。其高通量、低消耗、快速响应的特点使其成为推动精准医学、现场诊断和个性化治疗的重要工具。

二、微纳流控测量的基本原理与发展历程

微纳流控系统基于微通道网络实现对流体的精确控制，主要技术包括：

微流控液滴生成与操控：用于单细胞封装与反应；

电泳分离与检测模块：实现DNA/RNA片段分离；

磁珠捕获与免疫检测：用于蛋白标志物识别；

纸基微流控（μPADs）：低成本便携式检测平台；

AI辅助图像识别与数据分析：提升自动化水平。

三、核心技术与系统组成

1. 微纳加工与集成芯片

采用光刻、软光刻、3D打印等工艺制造多功能芯片。

2. 样本预处理与富集模块

如细胞裂解、核酸提取、蛋白质纯化等。

3. 检测与信号读出系统

包括荧光检测器、电化学传感器、光电探测器等。

四、典型应用场景

1. 即时检验（POCT）

适用于医院急诊、社区诊所、战场环境下的快速传染病检测。

2. 癌症循环肿瘤DNA（ctDNA）检测

通过芯片实现血液中微量ctDNA的富集与定量分析。

3. 单细胞分析与基因表达谱构建

结合液滴微流控技术进行高通量单细胞RNA测序。

五、挑战与未来发展趋势

当前面临的问题包括：

微通道堵塞影响稳定性与可重复性；

复杂样本处理流程难以完全集成；

芯片成本高限制普及率。

未来发展方向包括：

多模态芯片集成与功能扩展；

AI驱动的智能诊断系统开发；

标准化芯片接口与协议制定；

可穿戴式微流控设备探索；

低成本一次性芯片推广应用。