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。那么，数字微流控技术相较于传统实验室方法，甚至是传统微流控技术而言，究竟有何独特的优势，能够使其在众多平台中脱颖而出呢？下面，让我们一一细数。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。在许多研究领域中，昂贵的试剂和微量的样本对分析来说无疑是一个巨大的挑战。如何在有限的样本中获取足够的信息，并进一步降低分析成本是至关重要的一步。传统的微流控技术虽然已经在一定程度上降低了试剂和试样的消耗，但仍然存在着“死体积”的问题，试剂和样本浪费严重。而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。现有研究表明，小体积反应不受扩散动力学限制，能够大大缩短反应时间。而数字微流控不仅具有小体积的优势，同时也具有动态操控的特点。利用数字微流控操控液滴动态孵育和混匀，进一步提高了液滴中的反应速率，使得检测和分析时间大为缩短。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。由于液滴的小体积效应显著增大了液体的比表面积，有助于改进液体内部的反应动力学，使其分析性能远超于宏观体系。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。目前常用的数字微流控形式一般是基于双平板式的封闭结构，并以油相进行填充。这种形式的数字微流控芯片具有良好的密闭性，使液滴完全隔绝空气，能够在最大程度上减少环境污染，尤其适合核酸的扩增和检测。另外，由于其具有良好的密闭性，避免了人体与生物样本的直接接触，大大降低了传染性样本和危险性样本检测的感染风险。作为一个自动化、集成化的平台，数字微流控技术具有一个竞争性的优势便是其可以进行自动化和程序化控制。基于电信号的控制模式，数字微流控可实现程序化的液滴操纵，适用于步骤复杂、操作烦琐的反应过程，如样品前处理、免疫反应、核酸提取等。其自动化和程序化的特点，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。数字微流控芯片设计只需考虑电极的形状、大小和排布，较为简单。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，由于数字微流控芯片不依赖微泵、微阀、微混匀器等元件及复杂的三维流体通道，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。另外，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。数字微流控平台不仅芯片构造较为简单，其控制设备也是小型化、便携化的，具有用户友好型的特点。数字微流控电路控制模块简单，集成化程度高，使其控制设备具有质量轻、体积小、携带方便等优点，对工作环境适应力强，尤其适用于现场的快速分析。最后，采用数字微流控平台还可实现检测分析的一体化。数字微流控基于电信号的控制模式，使其与其他分析设备具有良好的兼容性，易与其他检测分析设备集成，如光电倍增管、质谱仪、电化学工作站等，提高了平台的集成度，实现了检测分析的一体化。不难看出，数字微流控相较于传统实验室或传统微流控技术具备极强的平台优势，也得益于此，数字微流控技术可以在短短数十年间飞速发展，在诸多领域得到广泛关注和应用。来源：IVD分享库免责声明：本公众号发布内容部分信息来源网络，旨在学习交流与分享，所发表内容注明来源的，版权归原出处所有，与本公众号立场无关；无法查证版权的或未注明出处的均来源于网络搜集；如存在不当使用或侵权的情况请联系后台删除。
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