一、簡介

根據(jù)研究領域的不同，微流控芯片實驗室可簡單劃分為微流控芯片化學實驗室、微流控芯片生物實驗室、微流控芯片光學實驗室以及微流控芯片信息實驗室等。其中，最早形成的是微流控芯片化學實驗室中的微流控芯片分析化學實驗室.。分析化學是微流控芯片最早最直接的應用領域之一，微流控芯片分析化學實驗室的構建和完善是21世紀前20年分析化學發(fā)展的一個主流趨勢。

二、分類

       1、分子水平

微流控分析化學實驗室的第一輪應用是在分子水平上, 除了離子和小分子的分離分析外， 在以蛋白質、核酸等生物大分子為對象的研究中更顯示出其操作單元規(guī)模集成和靈活組合的優(yōu)勢，引起了研究者的廣泛關注。

分子層面應用最重要且相對最成熟的一類對象是核酸。核酸研究是迄今為止微流控芯片應用最有說服力的領域之一，其范圍已由對簡單核苷酸的分離分析過渡到以復雜的遺傳學分析、基因診斷等為目的的生物醫(yī)學領域。

隨著人類基因組計劃的實施和推進，生命科學研究已進入了后基因組時代，在這個時期，最具有代表性的工作是蛋白質組學研究。隨著微流控芯片技術的快速發(fā)展，其作為蛋白質研究平臺的優(yōu)越性日益明顯。有關蛋白質分析的各種單元技術，包括樣品預處理、分離和檢測等都已經在微流控芯片上實現(xiàn)。

2、分子細胞水平

細胞無疑是下一輪微流控芯片應用的重點。微流控芯片的潛力將在細胞研究中充分發(fā)揮。盡管在現(xiàn)階段，與分子層面的工作相比， 細胞研究相對滯后，但隨著單元技術的日趨成熟，以及更多的醫(yī)學、生物學領域專家的介入，這一層面的研究將有可能成為微流控芯片應用研究的主流。芯片上的細胞單元操作有其特殊性， 培養(yǎng)、捕獲、分選及裂解等明顯有別于分子層面的各種技術。在同一芯片上集成細胞培養(yǎng)、輸運、清洗、破碎、樣品純化和電泳分離等操作單元，把整個復雜的研究過程納入全局控制和總體規(guī)劃，將極大地提高優(yōu)化過程的效率。簡化程序，減少人為控制引起的誤差，更易被生物學家所接受，并獲得傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的時空分辨信息；此外，微流控芯片上流體的二維甚至三維流動，使得對細胞進行更加復雜的物理和化學操作成為可能， 因而也適于對單細胞進行更加復雜和全面的分析，并可滿足組學及譜學研究對多維分離分析的需求。

這是在同一塊芯片上同時實現(xiàn)分子層面和細胞層面雙重分析的典型例證。此芯片可以同時完成藥物代謝的分子檢測和代謝過程對藥物細胞毒性的影響評價，為進一步的藥物代謝和藥物相互作用研究奠定了良好的基礎。

3、細胞水平

微流控芯片用于細胞研究的應用范圍主要包括細胞狀態(tài)、細胞功能和細胞組分研究3 個方面。微流控芯片將多種單元技術靈活組合和規(guī)模集成的特點，與傳統(tǒng)的多孔板技術相比，省去了配制和分配多種藥物不同濃度溶液的繁冗操作，大大簡化了細胞接種、受激、洗滌和標記操作過程, 顯著降低了細胞和試劑耗量, 具有重大應用前景。

4、模式生物水平

除分子水平、細胞水平的應用之外, 近幾年微流控芯片分析化學實驗室開始向動物水平拓展。而其可微型化、大規(guī)模集成和快速運行的特點可使線蟲的分析低耗、快速和大規(guī)模地進行。