微流控器件的復雜制備過程一直困擾著微流控技術的商業化進程。

近日，科學家利用多材料3D打印技術，開發了一套微流控集成處理系統，該系統可以根據預設的二維碼指令，自動實現液體處理的各種基本功能，包括液滴的定量產生和存儲、液體混合、生物監測等。該工作刊登在最新一期的英國皇家化學協會Lab on a Chip上，并以封底文章形式進行報道。

微流控集成系統實物圖

該集成系統主要由主板和微流芯片兩部分構成。主板直接由多材料3D打印機打印成型，主板上集成了三個微流體泵，多個微流體閥和一組篩分系統，提供液體的運輸、供給、篩分等基本功能。主板周圍提供接口，可以根據用戶具體需求，連接多塊微流體芯片，從而實現不同的功能，實現系統的高度定制化。主板結構部分由硬質光敏樹脂構成，提供結構強度；功能部分（閥）由軟質光敏樹脂構成，提供操控流體的閥操作。如此復雜的集成系統可以由多材料3D打印技術一次制備完成，避免了傳統微流控系統的復雜制備過程。

微流控集成系統元件

文章展示了一系列可以通過多材料3D打印技術直接制作的微流體元件，例如A,B圖所示的微流體泵，可以直接由直流電機驅動；C,D圖所示雙膜閥，克服了在閥操作過程中存在的“溢流”問題；E,F圖所示篩分系統，可以通過壓力膜的調節，進行主動篩分和被動篩分。

微流控集成系統工作流程

整套系統實現了高度自動化，通過二維碼進行任務輸入并自動解析和執行任務。文章展示了指定數目的不同組分液滴依次產生并存儲在指定的微流控芯片中。存儲液滴的芯片可以方便取出并進行后續的檢測工作。

微流控集成系統應用