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近年来，微流控技术取得了显著的进展，为材料学、化学、生命科学、生物医学等领域的基础与应用研究提供了一个有利的分析平台。虽然距离数字微流控技术的提出仅20年，但其发展之迅速、成果之丰硕，的确备受科研人员的关注。纵观微全分析系统发展历程上的诸多技术，数字微流控技术因其在自动化、微型化、集成化与高并行性等方面的显著优势使之迅速脱颖而出，成为一个强大的处理分析平台，并得以广泛的应用。

《数字微流控技术及应用》一书由化学生物学、分析化学领域知名学者杨朝勇团队撰写，面向数字微流控领域的科研人员和研究生，在能提供数字微流控领域快速多变的最新知识的前提下，在保证其应有的基础性和系统性的同时，力求对当今研究重点与热点进行完整且突出的介绍。下面，我们为大家摘选书中部分精彩章节，以供观阅。

数字微流控技术的独特优势和研究意义

近二十年来，数字微流控技术在诸多领域崭露锋芒，展示了多元化的应用前景，也吸引了众多学者涉足这一多学科交叉领域，开展了许多意义深远的研究。我们将数字微流控技术的平台竞争力列举在表中。

表1数字微流控技术的平台竞争力

首先，利用数字微流控平台进行反应可显著减少试剂和样本的消耗。数字微流控技术可以实现皮升至微升级别液滴体积的精确控制，这种离散液滴的控制方式具有更强的灵活性，大大降低了试剂的消耗，提高了试剂和样本的利用率。其次，作为一个自动化的微液滴操纵平台，数字微流控可有效缩短检测和分析的时间。与此同时，利用数字微流控平台也可大幅度地提升其分析性能。而且，作为一个封闭的体系（这里特指双平板结构芯片），数字微流控可在极大程度上隔绝外界的污染。还有，作为一个自动化、集成化的平台，数字微流控技术可以进行自动化和程序化控制，在一定程度上减少了人力的消耗，降低了对技术人员的要求，提高了分析和检测的稳定性和重现性。此外，数字微流控芯片的设计简单，成本低廉。由于芯片具有极强的可扩展性，为高通量分析提供了研究基础。同时，数字微流控芯片液滴路径具有可自定义的特点，增强了生物芯片推广定制化的可能性。怎么样，优点多到爆了吧？

随着微纳加工技术的发展和进步，数字微流控芯片加工工艺日渐成熟和稳定，基于石英玻璃和氧化铟锡（indium tin oxide, ITO）导电玻璃的数字微流控芯片已经在各研究领域中得到了广泛的应用。近年来，印刷电路板和喷墨打印形式的数字微流控芯片的出现进一步简化了芯片的加工工艺流程，大大降低了芯片成本，为芯片的批量生产提供了可能。

玻璃数字微流控液滴驱动视频

PCB数字微流控液滴驱动视频

数字微流控技术的应用

数字微流控在DNA 测序方面的应用

核酸分析是一种常用的分子诊断技术，具有准确性好、灵敏度高的优点，广泛用于基因表达分析、致病菌检测、疾病诊断等领域。然而传统的实验室分析方法通常步骤烦琐、费时费力，而且依赖于精密复杂的仪器设备，不利于其进一步发展和推广。数字微流控的出现为核酸自动化、快速分析提供了新的研究手段和工具，近年来，数字微流控在核酸提取纯化、核酸扩增、焦磷酸测序、单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）分析等方面得到了广泛应用。

测序作为一种有效的核酸分析手段，能直接获取DNA 的原始信息，在突变检测、基因分型、法医鉴定、疾病诊断等方面发挥着巨大的作用。焦磷酸测序（pyrosequencing）技术是一项成熟的DNA 测序分析技术，利用与模板互补的dNTP结合所释放的焦磷酸引发的酶级联反应，促使底物荧光素发光进行检测，并可以通过发光强度确定碱基结合的个数。焦磷酸测序过程涉及多步的孵育和清洗步骤，操作具有很高的重复性、费时费力，因此很适合应用于数字微流控的自动化操纵体系中。

图1掌上焦磷酸测序仪

数字微流控在生物分析中的应用

免疫分析

免疫分析是指利用抗原-抗体的特异性反应进行检测的一种手段，具有特异性好、灵敏度高等优点，常用于检测蛋白质、药物、激素等微量物质。但其操作过程烦琐、费时费力，而且检测成本高，不利于其在实际分析中的应用。数字微流控作为新型的离散液滴操控技术，基于电信号实现对液滴的操控，具备自动化和程序化操控的能力，不仅能解决免疫分析操作烦琐、费时费力的难题，而且小体积反应大大降低了试剂的消耗，进一步降低了分析成本。

文章来源：《数字技术与应用》 网址: http://www.szjsyyyzz.cn/zonghexinwen/2020/0730/476.html