微流控芯片分析法
微流控芯片技术的原理及其应用
微流控芯片技术的原理及其应用随着生物医学技术的逐步发展，微流控芯片技术逐渐成为研究生物科学领域的重要工具。
微流控芯片技术是一种将液体微小化的技术，通过微通道和微结构控制液体的流动，从而实现对微小的流体样本的操控和分析。
本文将详细介绍微流控芯片技术的原理和应用。
一、微流控芯片技术的原理微流控芯片技术是一种基于微纳米尺度结构和微通道的流体控制技术。
它通过制造微通道和微结构，将液体分割成非常微小的体积，从而控制和操作微小的流体体系。
微流控芯片可以分为两个部分：微通道和微结构。
微通道是用于控制微小液滴和海绵多孔的通道系统。
海绵多孔是指微通道中的特殊结构，可以用来创建离散液滴或分隔通道。
微流控芯片通过这些微通道和微结构来控制微小液滴或微小的液体分散体系。
对于微流控芯片来说，微小液滴是非常重要的元素。
微小液滴是由小于100微米的液体球体组成的。
由于它们是液体，所以微小液滴之间可以互相合并，而且通过电极可以控制液滴的聚合和分离状态。
在微流控芯片中，微小液滴通常是由吸头和压力控制系统产生的。
微流控芯片技术的原理一般分为三个步骤：样品输入、反应和检测。
首先，将样品输入到微流控芯片上。
其次，样品会经过一系列的反应过程，例如混合、稀释、分隔等等。
最后，对反应后的产物进行检测。
二、微流控芯片技术的应用微流控芯片技术在生物医学领域中有着广泛的应用。
它能够用于细胞分数、免疫分析、基因测序等方面的研究。
下面将具体介绍微流控芯片技术的应用。
1、细胞分数微流控芯片技术可以用于隔离细胞并分析细胞中的生物大分子。
这种技术通过一个海绵多孔来将细胞定位在特定位置，并将细胞从其他细胞中隔离出来。
这种技术对于医学研究很有价值，可以用来研究细胞的分子成分和机制，在探索生物性能和疾病诊断方面具有广阔的应用前景。
2、免疫分析免疫分析是一种常用的免疫学方法。
在传统的免疫分析中，技术人员需要进行样本的制备和处理，这个过程常常需要耗费大量的样品和试剂。
微流控分析芯片的加工技术
微流控分析是以微管道为网络连接微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件等具有光、电和流体输送功能的元器件，最大限度地把采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等分析功能集成在芯片上的微有机聚合物芯片材料的基本要求材料应易被加工；有良好的光学透明性；在分析条件下材料应是惰性的；材料应有良好电绝缘性和散热性；材料表面的可修饰性和可密封性。
光刻（lithography)和刻蚀技术（etching)光刻工艺光刻是用光刻胶、掩模和紫外光进行微制造,工艺如下:(a)仔细地将基片洗净;(b)在干净的基片表面镀上一层阻挡层,例如铬、二氧化硅、氮化硅等;(c) 再用甩胶机在阻挡层上均匀地甩上一层几百A厚的光敏材料——光刻胶。
光刻胶的实际厚度与它的粘度有关,并与甩胶机的旋转速度的平方根成反比;(d) 在光掩模上制备所需的通道图案。
将光掩模复盖在基片上,用紫外光照射涂有光刻胶的基片,光刻胶发生光化学反应;(e)用光刻胶配套显影液通过显影的化学方法除去经曝光的光刻胶。
这样，可用制版的方法将底片上的二维几何图形精确地复制到光刻胶层上；(f) 烘干后,利用未曝光的光刻胶的保护作用,采用化学腐蚀的方法在阻挡层上精确腐蚀出底片上平面二维图形。
掩模制备用光刻的方法加工微流控芯片时,必须首先制造光刻掩模。
对掩模有如下要求：a.掩模的图形区和非图形区对光线的吸收或透射的反差要尽量大;b.掩模的缺陷如针孔、断条、桥连、脏点和线条的凹凸等要尽量少;c.掩模的图形精度要高。
通常用于大规模集成电路的光刻掩模材料有涂有光胶的镀铬玻璃板或石英板。
用计算机制图系统将掩模图形转化为数据文件，再通过专用接口电路控制图形发生器中的爆光光源、可变光阑、工作台和镜头，在掩模材料上刻出所需的图形。
但由于设备昂贵，国内一般科研单位需通过外协解决，延迟了研究周期。
由于微流控芯片的分辨率远低于大规模集成电路的要求，近来有报道使用简单的方法和设备制备掩模，用微机通过CAD软件将设计微通道的结构图转化为图象文件后，用高分辨率的打印机将图象打印到透明薄膜上，此透明薄膜可作为光刻用的掩模，基本能满足微流控分析芯片对掩模的要求。
微流控芯片技术分析细胞外酸性环境及其介导的道诺霉素细胞毒性的影响
glycoprotein， Pgp ） 是 一 种 由 多 药 P糖蛋白 （ Pdrug resistance gene1 ， MDＲ1 ） 编码 耐药基因 1 （ multi的跨膜糖蛋白 ，能与多种结构的药物结合并以主动转 运模式将 药 物 泵 出 细 胞 外 ， 降 低 药 物 在 细 胞 内 的 积 聚，使药物不良反应减弱或丧失 ， 细胞获得典型多药 drug resistance， MDＲ ） 表 型 耐药 （ multi主要原因之一
activity of Pglycoprotein （ Pgp） and on the Pgpmediated cytotoxicity of daunomycin in cancer cells by using microfluidic chip technology. Methods ment group and control group. The experiment group was exposed to an acidic cell culture medium （ pH 6. 6 ） ， gp was while the control group was treated with a neutral cell culture medium （ pH 7. 4 ） . The expression of Pdetected by cell immunofluorescense analysis and the activity of Pgp was evaluated by Ｒhodamine 123 efflux experiment. Meanwhile，the cytotoxicity of daunomycin was analyzed by cell live / dead fluorescence staining meth2165 ） 和重庆市永川区科技计划项目 （ YC基金项目： 重庆市自然科学基金面上项目 （ cstc2012jjA10046 ） 、重庆市卫生局医学科研计划项目 （ 2012STC，2012BE5002 ） Supported by the Natural Science Foundation Project of CQ CSTC （ cstc2012jjA10046 ） ，the Medical Science Ｒesearch Project of Chongqing Health Bureau （ 20122165 ） ，and the District Science and Technology Projects of Yongchuan （ YCSTC，2012BE5002 ）
微纳米流控芯片的研究与制备
微纳米流控芯片的研究与制备随着生物医学和化学领域的不断发展，微纳米技术被越来越多地应用于这些领域。
在微纳米技术中，微纳米流控芯片是一种特殊的芯片，它可以在微米和纳米级别精确操纵生物和化学物质，因此成为了生物医学和化学分析等各个领域的重要工具。
本文将介绍微纳米流控芯片的基本原理和制备流程，同时探讨其在生物医学和化学分析领域的应用。
第一章基本原理微纳米流控芯片是一种基于微流控技术的芯片。
微流控技术是一种将流体控制在微米和纳米尺度下的技术，它可以准确控制微流体中的物质。
微纳米流控芯片就是在这种技术的基础上制成的一种集成化芯片，它可以在微米和纳米尺度下实现流体、化学物质和生物分子的分离和控制，从而实现不同领域的应用。
微纳米流控芯片的基本原理是通过微流控芯片的微米通道、微泵、微阀和微波导等器件对微流体进行控制。
其中，微泵和微阀控制液体的流动方向和速度，微波导用于检测和操纵流体中的生物分子或化学物质。
在微纳米流控芯片中，通过对这些微器件的组合使用，可以实现复杂的流体控制操作，实现以前难以想象的分析效果。
第二章制备流程微纳米流控芯片的制备流程主要分为以下几个步骤：1. 设计和制作微流控芯片的模板。
这一步骤中需要根据芯片的实际应用需求，设计出芯片的通道和器件位置等参数。
2. 制备微流控芯片的模板。
制备方法通常采用光刻技术，即将模板图案转移到光刻胶中，再通过化学反应将模板转移到芯片表面。
3. 制备微纳米流控芯片。
这一步主要是将芯片进行加工、清洗等工艺处理，最终得到微纳米流控芯片。
4. 表面修饰。
这一步骤中，可以通过在芯片表面修饰特定化合物或生物分子，以用于生物分析和检测等领域。
第三章应用领域微纳米流控芯片的应用领域非常广泛，其中包括化学分析、生物分析、环境检测等多个领域。
下面将分别介绍微纳米流控芯片在生物医学和化学分析领域的应用。
1. 生物医学领域微纳米流控芯片在生物医学领域中应用最为广泛。
通过这种芯片，可以实现非常精确的生物分子检测和分析。
微流控芯片实验技术及其应用
微流控芯片实验技术及其应用1. 简介微流控芯片是一种集成了微流道结构和微阀门的微型芯片装置，可用于精确控制和操纵微量液体流体。
本文将介绍微流控芯片的实验技术及其在不同领域的应用。
2. 微流控芯片实验技术2.1 微加工技术微流控芯片的制备基于微加工技术，常用的方法包括光刻、薄膜沉积、离子刻蚀等。
这些技术可以在芯片表面精确地加工出微米级别的通道和阀门结构。
2.2 流体注入与控制在微流控芯片的实验中，需要将待分析的流体样品注入到芯片的进样区域。
常用的方法有压力注射和电动力泵注入。
通过调节流体注入速度和压力，可以实现对流体的精确控制。
2.3 操作与控制系统微流控芯片的操作与控制系统由芯片控制单元、压力控制单元和流体控制单元组成。
通过编程控制，可以实现对微流控芯片中流体的精确控制和操纵。
3. 微流控芯片应用3.1 药物筛选与分析微流控芯片可以用于药物筛选与分析，通过在微通道中引入不同浓度的药物，可以快速评估其效果。
此外，微流控芯片还可以实现对药物代谢过程的模拟，提高药物研发效率。
3.2 生物分析与检测微流控芯片在生物学领域的应用十分广泛。
例如，可以将微流控芯片用于DNA测序、蛋白质分析、细胞培养等实验中，实现对生物分子和细胞的高通量分析和操控。
3.3 环境监测与水质分析微流控芯片可以用于环境监测和水质分析，通过在芯片中引入不同传感器和化学反应体系，可以实现对水样中污染物的快速检测和分析，从而提高环境监测的效率和准确性。
3.4 医学诊断与治疗微流控芯片在医学诊断和治疗中有着广泛的应用前景。
例如，通过在微流控芯片中引入特定的生物标志物，可以实现对疾病的早期诊断和监测。
此外，微流控芯片还可以用于药物递送系统的设计与优化，提高药物治疗的效果。
4. 总结微流控芯片作为一种新型的实验技术，具有精确控制和操纵微量液体流体的能力。
在药物筛选、生物分析、环境监测和医学诊断等领域都有着广泛的应用前景。
随着技术的不断发展，微流控芯片在实验和应用中的作用将进一步扩大。
微流控芯片技术及其应用
微流控芯片技术及其应用微流控芯片技术是一种基于微纳米加工技术制造的微型芯片，能够精确控制微流体在芯片内部的流动。
该技术结合了微流体力学、微电子学和生物学等学科，广泛应用于药物筛选、基因分析、细胞分析和生物传感等领域。
本文将重点介绍微流控芯片技术的原理、制备方法以及其应用领域。
一、微流控芯片技术的原理与制备方法微流控芯片技术的核心是利用微纳米加工技术在芯片上制造一系列微小的通道和结构，以便精确控制微流体的流动。
其原理基于微流体力学，通过精确调控流体的压力、流速和流量，实现对微流体的精确控制。
微流控芯片通常由微流体通道、微阀门、微泵和微混合器等功能单元组成。
微流控芯片的制备方法主要有两种：玻璃基质制备和聚合物基质制备。
玻璃基质制备方法包括湿法刻蚀、热压刻蚀和激光加工等，适用于制备微流道尺寸较大的芯片。
聚合物基质制备方法则包括胶印、光刻和热熔连接等，适用于制备尺寸较小且需要高精度的芯片。
二、微流控芯片技术的应用领域1. 药物筛选：微流控芯片技术可以模拟人体的生理环境，实现对药物在体内代谢和毒性的评估。
通过微流控芯片，可以高通量地筛选出具有潜在药效的化合物，加快新药研发的速度。
2. 基因分析：微流控芯片技术可以实现对基因的高通量检测和分析。
通过在微流控芯片上构建合适的反应体系和探针，可以实现对DNA 序列、基因表达和基因突变等的快速检测和分析。
3. 细胞分析：微流控芯片技术可以实现对细胞的高通量单细胞分析。
通过在芯片上构建微小的细胞培养室和检测通道，可以实现对细胞的培养、分离、操控和检测等操作，为研究细胞的功能和行为提供了有力工具。
4. 生物传感：微流控芯片技术可以实现对生物分子的高灵敏检测。
通过在芯片上固定特定的生物分子（如抗体、酶和核酸等），可以实现对目标分子的选择性捕获和灵敏检测，广泛应用于生物传感、环境监测和临床诊断等领域。
5. 化学反应：微流控芯片技术可以实现对化学反应的高效控制和优化。
通过在芯片上构建微小的反应室和混合器，可以实现对反应底物的精确控制和混合，提高反应速率和产物纯度，广泛应用于有机合成、催化反应和分析化学等领域。
微流控芯片的研究及产业化
微流控芯片的研究及产业化一、本文概述随着科技的飞速发展和微纳技术的深入应用，微流控芯片作为一种新兴的技术平台，已经在多个领域展现出巨大的潜力和应用价值。
本文旨在对微流控芯片的研究及产业化进行全面的概述和探讨。
我们将简要介绍微流控芯片的基本概念、特点和优势，阐述其在生物医学、药物筛选、环境监测等领域的重要应用。
我们将重点分析微流控芯片的研究现状，包括芯片设计、制造工艺、检测技术等方面的最新进展。
在此基础上，我们将探讨微流控芯片产业化的现状、面临的挑战以及未来的发展趋势。
我们将提出促进微流控芯片产业化的建议和措施，以期为我国微流控芯片领域的发展提供参考和借鉴。
二、微流控芯片的设计原理微流控芯片，又称微全分析系统（μ-TAS），是一种将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上的技术。
其核心设计原理主要基于微型化、集成化和高通量的理念。
微型化是微流控芯片最显著的特征之一。
通过微加工技术，在芯片上构造出微米级的流通通道和结构，可以实现对微量样品的高效操控和处理。
这种微型化不仅降低了样品的消耗，还提高了分析的灵敏度和准确性。
集成化是微流控芯片设计的另一重要原则。
通过在芯片上集成多个单元操作，可以实现样品的连续、自动化处理，从而大大简化了实验操作过程，提高了分析效率。
集成化还使得微流控芯片成为了一种便携式的分析工具，便于在现场或实地进行实时分析。
高通量是微流控芯片设计的另一关键目标。
通过在芯片上并行处理多个样品或反应，可以显著提高分析的通量，从而满足大规模样品分析的需求。
在微流控芯片的设计过程中，还需要考虑流体的控制、热量的传递、化学反应的动力学等因素。
通过精确控制流体的流动和混合，以及优化反应条件，可以实现高效、快速、准确的生物化学反应分析。
微流控芯片的设计原理涉及到微型化、集成化和高通量等多个方面。
通过不断优化设计理念和技术手段，微流控芯片有望在生物、化学、医学等领域发挥更大的作用，推动相关产业的快速发展。
使用微流控芯片进行分析实验的基本步骤
使用微流控芯片进行分析实验的基本步骤随着科学技术的不断发展，微流控芯片作为一种重要的实验工具，被广泛应用于化学、生物、医学等领域的分析实验中。
微流控芯片的特点是能够在微米尺度上精确控制流体混合、传输和反应的过程，大大提高了实验效率和准确性。
下面将介绍使用微流控芯片进行分析实验的基本步骤。
1. 芯片设计和制备首先，需要根据实验的需求，设计出合适的微流控芯片结构。
通常包括流道、混合器、泵浦等元件。
设计完成后，可以选择将芯片外包或者自行制备。
芯片制备通常采用微流控芯片制造工艺，如光刻、胶模压等方法。
制备好的芯片需要进行表面处理，以保证流体在芯片上的流动性。
2. 流体控制装置在进行微流控芯片实验之前，需要准备一套流体控制装置，包括泵浦、压力控制器、阀门等。
这些装置可以通过软件控制流体在芯片中的注入、混合和排出。
不同实验可能需要不同的流体控制方式，因此需要根据实际情况选择合适的装置。
3. 实验准备在进行实验之前，需要准备好各种实验所需的溶液、样品以及实验器具。
根据实验的具体要求，可以对样品进行前处理，如标记、纯化、浓缩等。
此外，还需要准备好实验中可能使用到的试剂、缓冲液等辅助材料。
4. 芯片连接与灌注将微流控芯片与流体控制装置连接好，确保连接部分密封可靠。
在连接过程中，可以使用微管或者胶带等材料进行固定。
然后，将芯片灌注，以排除其中的气泡并保证流体的流动通畅。
在灌注过程中，需要控制流速和压力，避免芯片损坏或者流体泄漏。
5. 实验操作完成芯片连接与灌注后，可以开始具体的实验操作。
根据实验设计，控制流体在芯片中的流动方向和速度。
可以调整流体的流速、浓度、温度等参数，以获得所需的实验结果。
同时，需要通过流体控制装置，实时监测和调整实验条件，确保实验的准确性和可重复性。
6. 数据分析与结果解读实验完成后，需要对所得到的数据进行分析与解读。
根据实验设计，可以利用统计学方法对数据进行处理，计算各种参数和结果。
通过对实验结果的分析，可以得出结论，并验证实验目的的实现。
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微流控芯片分析法一、概述微流控分析是指利用微流控芯片或系统对物质的组成、含量、结构和功能进行测定和研究的一类分析方法。
它起源于20世纪90年代初由瑞士的ManZ和Widmer提出的以微机电系统（microelectromechanical systems,MEMS）技术为基础的“微全分析系统”(miniaturized total analysis systems，或micro total analysis systems，μTAS）概念[1],其目的是通过化学分析设备的微型化与集成化，最大限度地把分析实验室的功能转移到便携的分析设备中，甚至集成到方寸大小的芯片上。
由于这种特征，该领域还有一个更为形象的名称“芯片实验室”（lab a chip）。
上述系统的核心是微流控芯片(microfluidic chips)，其结构特征是在方寸大小的散芯片上加工微通道网络，通过对通道内微流体的操纵和控制，实现整个化学和生物实验室区功能[2]。
二、微流控分析的基本技术1.微流控芯片加工技术微流控芯片的基本结构单元是具有微米级深度和宽度的微通道，由其构成微通道网络，并根据不同的需要集成微结构、微阀、微泵、微储液器、微电极、微检测器、微控制和微处理等单元，组成完整的微流控芯片系统。
因此，加工微流控芯片需采用特殊的微细加工技术，该技术起源于微电子工业中的微机电加工技术，目前已发展出多种适合不同芯片材质的芯片微加工技术[2-4]。
微流控芯片所使用的材料包括无机和有机材料两大类。
常用的无机材料包括单晶硅、无定型硅、玻璃、石英、金属等。
利用硅材料加工微流控芯片的优点是芯片表面光洁度好，图形复制精准度高，具备三维结构加工能力，工艺成熟，可批量生产。
其缺点是材料易碎、不透光、电绝缘性不好。
通常被用于加工微泵、微阀和控制元器件，或制作高分子聚合物芯片的模具。
玻璃和石英是目前加工微流控芯片中使用较多的材料，其优点是透光性好，机械强度高，微加工工艺较成熟；其表面的电渗和亲水性质适于进行毛细管电泳分析。
石英材料可透过紫外光，但其成本是玻璃的十倍。
目前，用于制作微流控芯片的高分子聚合物主要有三类：热塑性聚合物、固化型聚合物和溶剂挥发型聚合物。
热塑性聚合物包括聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等；固化型聚合物有聚二甲基硅氧烷（PDMS）、环氧树脂和聚氨酯。
溶剂挥发型聚合物有丙烯酸、橡胶和氟塑料等。
高分子聚合物材料的优点是材料种类多、成本低、适合大批量制作等。
其中，PDMS因其具有良好的微结构成形性、透光性和生物相容性，是目前使用最多的高聚物芯片加工材料。
通常微流控芯片的加工按流程分为两部分：芯片微通道加工和芯片的封合。
目前，微通道的加工方法主要有光刻和蚀刻法、模塑、热压法、激光刻蚀法、LIGA 技术和软光刻法等。
其中，光刻和蚀刻法主要是用于无机材料芯片的加工及芯片模具的加工。
模塑、热压法、激光刻蚀法、LIGA技术和软光刻法等主要是用于高分子聚合物芯片的加工。
芯片的封合技术则有热键合、常温键合、黏结法等，不同材质的芯片封合方法各有不同。
2.微流体驱动技术微流控芯片分析系统在结构上的主要特征是各种构型的微通道网络，通过对通道内微流体操控，完成芯片系统的分析功能。
微流体驱动系统是实现微流体控制的前提和基础。
微流控芯片分析系统所使用的驱动系统，突出特点是流量低，通常范围在pL-µL/min。
依据驱动系统有无活动的机械部件，可分为有活动机械驱动部件和无活动机械驱动部件的微驱动系统（泵）。
依据微驱动系统所用的驱动动力的不同，可分为流体动力、气动动力、电渗动力、重力（流体静压力）、热气动动力、表面张力、剪切力、离心力、声波动力、压电动力等。
目前在微流控分析系统中使用的流休动力驱动系统主要有微量注射泵和各类微机械往复泵。
微量注射泵具有驱动流量稳定，可调范围大的优点，但其体积较大。
不易实现系统的微型化：微机械往复泵的组成通常包括以下部分：一个具有出入通道的微体积泵腔，出入两通道上分别设置两个控制流向的单向阀，泵腔的部分内壁由可往复运动的泵膜（可活动的机械部件，通常为隔膜或活塞形状）构成；致动器产生致动力作用于泵膜，使其发生形变或位移（运动），以驭动泵腔内的液体。
其基本工作模式是由致动力的循环往复变化，产生泵膜的往复运动，配合两单向阀的限流作用，形成单向连续流动的液流。
微机械往复泵按致动器类型的不同有压电微泵、电磁微泵、静电微泵、气动微泵、热气动微泵、双金属微泵等。
微机械往复泵的特点是体积微小，易与芯片集成化，但结构复杂，加工难度较大，输出液流流速有脉动，泵压较低。
目前，在微流控芯片分析系统中，使用最多的微机械往复泵是基于PDMS气动微阀的微蠕动泵[5]。
该系统采用多层软光刻技术加工，其有结构简单，体积微小，易实现芯片集成化、规模化加工的特点。
目前，微流控芯片分析系统中使用较多的非机械驱动方式有电渗驱动、重力（流体静压力）驱动、负压驱动和离心力驱动等。
电渗驱动是在芯片毛细管电泳系统中占主导地位的驱动技术。
电渗驱动的原理是利用微通道表明存在的固定电荷进行驱动，属于致动力直接作用于流体的驱动方式．电渗驱动的特点是：以高电压直接驱动液流，无需活动的机械部件；液流流动无脉动，生扁平流型；驱动同时，可以实现无阀无机械部件的微流控操作（如液流汇合、分流、切换等）；电渗流易受多种因素变化的影响，如外加电场强度、通道壁性质、介质解离性、离子强度、黏度等，以及试样中组分的吸附，系统长时间工作的稳定性有待提高。
重力（流体静压力）驱动和负压驱动方法因其简便易行，也少目前芯片系统中经常使用的流体驱动方法。
离心力驱动方法因可实现多通道内流体的同时驱动，多用于多通道阵列芯片中。
3.微流体控制技术微流控技术的核心是对微流体的操纵和控制。
根据实现微流体控制时使用方法的不同，基本的微流控技术可分为：驱动（微泵）控制、微阀控制、芯片微结构控制、多相流体控制，以及基于光、电、磁、声、热等效应的控制技木等。
上述方法在各种微流控芯片分析系统中均有不同形式应用。
阀是在流动通道内起控制性限流作用的器件。
按阀的功能可分为单向阀和切换阀。
切换阀的类型有多种，如三通阀和多位选择阀等。
按阀的结构可分为机械阀和非机械阀，前者的阀系统通常含有活动的机械部件，而后者则不含活动的机械部件。
按阀中有无致动器可分为主动阀和被动阀两类。
主动阀的原理是利用致动器产生的致动力实现阀的开闭或切换操作。
PDMS气动微阀是目前微流控芯片系统中使用较多的一类主动阀。
被动阀的工作原理是利用流体本身参数的变化（如流动方向、流动压力等）实现阀状态的改变。
其特点是阀体积小，无需外来的致动力．多被用来实现单向阀的功能。
被动阀的典型代表是突破阀（burst valve)，利用通道表面张力的变化产生阻流作用，起到阀封闭的功能；利用增加流体前进的动力，突破上述阻力，实现阀开启的功能。
微流动通道不仅提供流体流动和进行微流控操作的场所，而且经过特殊设计的微通道网络本身即可作为微流体控制的一种重要手段。
与流动通道有关的微流控方法，可分为改变微通道构型、改变表面性质、在通道内外附加装置等三类方法。
在微流控芯片各单元功能的实现上，微通道构型的设计起到了至关重要的作用。
例如，芯片进样操作中，不同的通道构型可完成不同模式的进样操作，如T 型通道、十字通道、双T型通道等。
此外，在芯片毛细管电泳系统中弯道效应的消除以及在微混合器设计中，通道构型的设计起到了关键作用。
三、微流控芯片分析系统完整的微流控芯片分析系统应包括取样、进样、试样预处理（预分离、浓集、稀释、混合、反应等）、高分辨分离、检测及系统控制和数据处理显示等单元系统。
1，微流控芯片进样系统进样技术是微流控芯片分析系统中的关键技术。
以微流控芯片毛细管电冰系统为例，主要有两类进样方式，基于时间的和基于体积的进样方法。
前者主要包括T型通道进样法和门式进样法，目前门式进样法使用较多；后者包括“十”字通道和“双T”型通道进样法。
门式进样法（gated injection[6]）的原理。
在注样阶段，即“十”字通道的交又区，两液流呈并行流动的层流流形，相互间互不干扰；在充样阶段，一部分试样液流分流进人分离通道，通过控制充样电压和时间，可以控制进样量。
其优点是在分离的同时可方便地进行试样更换操作，适用于在线连续监测和芯片上多维分离系统，但存在电动进样的歧视性效应问题。
2，微流控试样预处理系统在进行检测之前，试样往往需经过一系列预处理（如试样预分离、预浓集和稀释等）和反应操作。
通常预处理操作采用技术有过滤、渗析、气体扩散、液-液萃取等。
反应操作则包括为完成分析目的所进行的各类反应，如标记（衍生化）反应、酶催化反应、免疫反应、聚合酶链反应（PCR）及其他生化反应等。
3，高分子分离系统目前微流控芯片系统中使用的高分辨分离技术主要为芯片毛细管电泳和芯片高效液相色谱技术。
芯片毛细管电泳是加工有微通道的玻璃、石英、高分子聚合物芯片为载体，进行毛细管点用分离分析。
与经典毛细管电泳系统相比，芯片毛细管电泳系统具有分离速度快、分离效率高、进样体积小、流体操控能力强、系统集成化和微型化等特点，已成功应用于多种电泳分离模式，包括区带电泳、胶束电动色谱、凝胶电泳、等电聚焦、等速电泳、电色谱等，分离的样品包括氨基酸、手性氨基酸、药物、金属离子、蛋白质、多肽、DNA、RNA等生化样品。
目前，芯片液相色谱技术也得到较快发展。
最近，Agilent公司研发了一种集成化的微流控高效液相色谱芯片，将液相色谱系统的进样阀、预富集柱、分离柱和用于电喷雾质谱检测的电喷雾针集成于高聚合物芯片上。
首先利用预富集柱对样品进行富集，然后再通过进样阀将富集在预富集柱上的样品洗脱，注入色谱柱中进行分离，流出的组分通过电喷雾针进入质谱进行检测。
该系统被应用于酶解牛血清蛋白（BSA）样品的分析和肿瘤标志物的发现。
4，微流控芯片检测系统因微流控分析系统操作的液体体积通常也在纳升、皮升，甚至飞升级，因此，相对常规分析系统，芯片系统对其检测器系统的灵敏度和信噪比提出了更高的要求。
此外，如需实现分析系统的微型化，还会在检测的体积、系统集成度和成本等方面提出更高的要求。
微流控分析系统的检测器一般按其检测原理可分为光学检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
其中，光学检测器还可分为荧光、吸收光度、化学发光。
激光热透镜、核磁共振、原子光谱、折射率检测器等。
电化学检测器包括安培、电导和电位检测器。
质谱检测器主要有电喷雾离子化质谱（ESI-MS）和基质辅助激光解析离子化质谱（MALDI-MS）检测器两类。
荧光检测器是在微流控芯片系统中应用最早，并且至今仍然广泛使用的光学检测器[7]。
采用激光作为激发光源的荧光检测方法具有很高的灵敏度，通常灵敏度为10-3-10-9mol/L，甚至可达到单分子检测水平。