1.1.4 应用现状

随着科技的发展，微流控芯片上可以集成的装置设备将会越来越多，并且集成的芯片集 合体的规模也会归来越大，这种发展的趋势使得微流控芯片具有了很强的单元可集成性。同 时微流控芯片可以大批量并且高速的处理生物、化学、物理等样品，具有高通量的信息处理 特点，由于微流控芯片中的微通道尺寸很小，因此它的分析速度与传统电子芯片比较起来， 具有速度快、能量消耗低，材料消耗少，检测反应中产生的生化废料少等优点。同样的原因， 它分析的样品试剂的剂量，只需要的几微升，也即是进行处理时消耗的样品试剂的剂量非常 少。被分析的物质的体积甚至大都在纳米乃至微米这一数量级。

微流控芯片所展示出来的整体性和系统性具有难以估计的潜在能力，因此，微流控芯片 系统具有很强的发展活力与空间，并且具有广阔的前景。并且随着人们对微流控技术的研究 愈发的深入，微流控芯片的技术应用早已脱离了当初的技术发展的原型——毛细电泳芯片了。 微流控芯片的应用方面越来越多元化，在不远的将来，微流控芯片的主要应用方向将包括蛋 白质、核酸和肽等生物有机大分子的分离分析过程，以及他们的多相化学反应等。微流控芯 片技术在应用领域的设计方面也正在逐步的扩大。包括疾病诊断、环境检测、食品安全、司 法鉴定、体育竞技以及反恐、航天等事关人类生存质量的诸多方面。廉价，安全。因此，微 流控分析系统的整个趋势就是微型化的趋势。微流控芯片在集成化和便携化方面的优势为其 在人体生物学、医药合成制作、污染治理与保护、预防传染、法医鉴定、生物化学试剂的检 测等众多领域中的应用中，提供了极为广阔的发展前景。

1.2 微流控芯片的制备工艺及芯片材料简介

1.2.1 材料优缺点

微流控芯片根据其基板所用的材质制作材料的不同可以分为玻璃芯片、硅芯片、石英芯 片、聚合物芯片、复合材料芯片等[11]。

微流控芯片根据其所用制作材料种类的不同可以分为玻璃微流控芯片、微流控硅芯片、

石英微流控芯片、聚合物微流控芯片、复合材料微流控芯片等等。表 1.1 列出了几种常见基 质材料的主要优缺点

表 1.1 不同芯片材料的性能比较简述

材料种类 优点 缺点

硅片 化学惰性一般，热稳定。 加工工艺成熟，键合较难。 化学性质好，光学性质优良 易碎，价格高。紫外光的透过率低。 表面化学行为复杂，电绝缘性不好

玻璃 键合加工工艺多样化。 可重复使用 易碎，加工成本较高；键合较难来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

石英 化学性质好，光学性质优良 电渗透性好，表面性质稳定 难以形成深宽比大的微通道。材料 成本高，键合困难，透光性较差， 导热性能差，不耐高温。

聚合物 成本低廉，种类繁多 加工方法丰富 可商业化批量生产 键合较为容易 表面改性较难，对有机溶剂适应性 差

下面是各个材料的详细优缺点以及在微流控技术里的应用。 硅材料:硅与二氧化硅拥有不错的化学惰性和热稳定性，并且硅的化学生产流程非常成熟，

在各种电子器械上都会用到硅制材料。由于硅片上面可以使用激光刻制等物理处理技术制作 出所需要的二维结构，而且还可以进行大批量的加工和生产。因此，硅，也就可以用来制作 微通道等微型结构了。可是硅的缺点是强度高，韧性差，并且他的价格不是很亲民。因此， 硅，便从大规模生产的微流控芯片的制作材料里面消失了。