2024年中國微流控芯片行業(yè)分類、發(fā)展歷程、行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢分析：微流控芯片技術跨學科融合，拓展應用范圍與市場潛力[圖]

內容概況：微流控芯片是近年來發(fā)展起來的一種全新微量分析技術，被評為本世紀最具有發(fā)展?jié)摿Φ男屡d檢驗技術之一?！拔ⅰ笔侵笇嶒瀮x器設備的微型化（尺寸為數(shù)十到數(shù)百微米）?！傲鳌笔侵笇嶒瀸ο髮儆诹黧w（體積為納升到阿升）?！翱亍贝碇谖⑿突O備上對流體的控制、操作和處理。它屬于一種底層技術，交織著化學、流體物理、微電子、新材料等多門學科知識。它可以把整個化驗室的功能，包括采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等集成到一塊微米級尺度的芯片上，自動完成分析全過程，且可以多次使用。近年來，隨著微機電系統(tǒng)（MEMS）、生物材料、光學檢測等技術的突破，中國微流控芯片行業(yè)呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢。2023年，中國微流控芯片行業(yè)市場規(guī)模達2.69億元，同比增長23.39%。

關鍵詞：微流控芯片市場規(guī)模、微流控芯片行業(yè)現(xiàn)狀、微流控芯片類別

一、行業(yè)概述

微流控芯片技術是把生物、化學、醫(yī)學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。這種技術以分析化學為基礎，以微機電加工技術為依托，以微管道網(wǎng)絡為結構特征，以生命科學為目前主要應用對象。微流控芯片利用微通道、微閥門、微泵等組件，實現(xiàn)對微流體的混合、分離、傳輸、操控和檢測等功能，具有體積小、快速、高效、靈活、低成本等特點，廣泛應用于生物醫(yī)學、化學分析、環(huán)境監(jiān)測、藥物篩選等領域。微流控芯片按應用領域分類可以分為生物醫(yī)學芯片、環(huán)境監(jiān)測芯片和藥物篩選芯片。

微流控芯片技術是一種在生物、化學、醫(yī)學等領域具有巨大潛力的科學技術，它通過在微納米尺度空間中操控流體，將實驗室的基本功能集成到一個幾平方厘米的芯片上。目前微流控芯片的優(yōu)點在于集成小型化與自動化、高通量、檢測試劑和樣本消耗少、污染少、快速反應、可大量平行處理等。但與此同時，其缺點也包括核心技術缺乏規(guī)范和標準、相關人才嚴重不足、生產成本高昂、技術平臺的難題、市場教育和接受度、規(guī)?；a挑戰(zhàn)和材料選擇和兼容性問題等。

二、行業(yè)發(fā)展歷程

中國微流控芯片行業(yè)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段。1990年至2000年的初始階段，微流控芯片的概念最早可以追溯至1990年，瑞士的Manz和Widmer進行了電泳分離，開啟了微流控芯片的發(fā)展道路。這一時期，微流控芯片被認為是化學分析平臺，常與“微全分析系統(tǒng)”概念混用。

2000年至2006年的技術成熟階段，學術界、產業(yè)界愈發(fā)清楚地意識到微流控芯片遠超“微全分析系統(tǒng)”這一概念，是一種極其重要的平臺，有發(fā)展為一種重大科學技術的潛在能力。比如，利用微流控芯片作為一種微發(fā)生器，可以在微流控芯片上開展組合化學反應用于分析診斷，或結合液滴技術，用于藥物合成與篩選，或納米粒子、微球、晶體等的高通量、大規(guī)模制備，形成一種“芯片上的化工廠或制藥廠”。

2006年至今的商業(yè)化階段，微流控技術廣泛用于生物和化學領域的分析與檢測，并在IVD（體外診斷）、細胞分選、器官芯片等領域實現(xiàn)了商業(yè)化。從半導體到高分子材料，從光刻到模塑，微流控材質、工藝技術探索逐步深入。以聚二甲基硅氧烷（PDMS）為代表的有機高分子聚合物是目前微流控芯片制作的熱門材料。在制作工藝方面，目前廣泛應用于微流控芯片制作的工藝有光刻技術、蝕刻技術、模塑法、熱壓法、LIGA技術、激光燒蝕技術和軟光刻法等。

三、行業(yè)產業(yè)鏈

微流控芯片行業(yè)產業(yè)鏈上游產業(yè)主要包括材料科學、精密制造、半導體等產業(yè)。其中材料科學產業(yè)包括PDMS（聚二甲基硅氧烷）、玻璃、硅以及有機高分子聚合物材料等各種高性能材料，精密制造產業(yè)光刻機、刻蝕機等高精度的設備以及加工技術。產業(yè)鏈中游為微流控芯片設計與制造商。產業(yè)鏈下游主要包括醫(yī)療、生物、環(huán)保、軍事、食品安全等領域。

相關報告：智研咨詢發(fā)布的《中國微流控芯片行業(yè)運營現(xiàn)狀及投資戰(zhàn)略咨詢報告》

四、市場規(guī)模

微流控芯片是近年來發(fā)展起來的一種全新微量分析技術，被評為本世紀最具有發(fā)展?jié)摿Φ男屡d檢驗技術之一?！拔ⅰ笔侵笇嶒瀮x器設備的微型化（尺寸為數(shù)十到數(shù)百微米）?！傲鳌笔侵笇嶒瀸ο髮儆诹黧w（體積為納升到阿升）?！翱亍贝碇谖⑿突O備上對流體的控制、操作和處理。它屬于一種底層技術，交織著化學、流體物理、微電子、新材料等多門學科知識。它可以把整個化驗室的功能，包括采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等集成到一塊微米級尺度的芯片上，自動完成分析全過程，且可以多次使用。近年來，隨著微機電系統(tǒng)（MEMS）、生物材料、光學檢測等技術的突破，中國微流控芯片行業(yè)呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢。2023年，中國微流控芯片行業(yè)市場規(guī)模達2.69億元，同比增長23.39%。

微流控芯片有三個核心應用，包括微流控檢測分析芯片、微流控反應篩選芯片和微流控細胞/器官芯片。其中微流控檢測分析芯片是新一代即時診斷的主流技術，也是體外診斷（IVD）最重要的表現(xiàn)形式。微流控芯片所具有的多種單元技術在微小可控平臺上靈活組合和規(guī)模集成的特點已使其成為現(xiàn)代即時診斷技術的首選。

以微流控芯片為平臺，以分散的液滴單元作為微反應器，通過制備相對簡單的微球，比如氧化物，可以打通芯片合成材料的技術路線。微流控技術能夠精確控制微量流體的運動速度并進而控制物質傳遞和反應條件，因此在制備納米顆粒及微米顆粒時，不僅可以靈活調節(jié)顆粒大小、組成、結構（單分散性、殼層厚度，以及其它內部結構）、形貌、分布以及其他物理化學性質，還可以通過微顆粒結構和構成微顆粒的各組分的靈活結合以賦予其更加多樣化的功能，從而為新型微顆粒型功能材料的設計和研制提供新的思路和途徑。這類方法試劑消耗量小（μl級），篩選速度快（1000倍），費用還低（100萬分之一）。

微流控細胞/器官芯片是對哺乳動物細胞及其微環(huán)境進行操控最為重要技術平臺，可望大規(guī)模替代小白鼠等模型動物，用于驗證候選藥物，開展藥物毒理和藥理作用研究，實現(xiàn)個體化治療。藥物研究的一個重要環(huán)節(jié)是臨床前動物實驗，臨床前動物實驗的弊端包括：化費極大，耗時極長，存在動物權、動物倫理等問題，最根本的是，動物到底不是人，因此結果往往不準。而器官芯片的發(fā)展提供了一種可能的替代途徑。

五、行業(yè)發(fā)展趨勢

1、跨學科融合與技術創(chuàng)新

微流控芯片技術將進一步與納米技術、生物技術、材料科學等前沿領域深度融合，催生新型微流控材料、生物傳感器及微反應器。這種跨學科的融合不僅能夠推動微流控芯片技術的發(fā)展，還能在更廣泛的應用場景中實現(xiàn)創(chuàng)新，如在生物醫(yī)學、化學分析、環(huán)境監(jiān)測等領域的應用。隨著微流控技術與其他學科的深度結合，預計將出現(xiàn)更多具有突破性的技術和產品，進一步拓展微流控芯片的應用范圍和市場規(guī)模。

2、臨床診斷與個性化醫(yī)療的推進

微流控芯片在即時診斷、液體活檢、精準用藥指導等方面有望發(fā)揮更大作用，推動醫(yī)療服務從集中化向家庭化、個性化轉變。隨著精準醫(yī)療概念的普及和個性化醫(yī)療需求的增加，微流控芯片技術因其能夠提供快速、精確的檢測結果，將在臨床診斷和治療中扮演越來越重要的角色。此外，微流控芯片技術在藥物篩選和個體化治療中的潛力，也將促進個性化醫(yī)療的發(fā)展，為患者提供更加精準和個性化的治療方案。

3、環(huán)境與食品安全監(jiān)控的加強

微流控芯片技術可用于快速、靈敏檢測環(huán)境污染物質、食品中病原體及有害殘留，助力構建實時、高效的環(huán)境與食品安全監(jiān)測體系。隨著公眾對環(huán)境和食品安全的日益關注，微流控芯片技術在這一領域的應用將越來越廣泛。通過微流控芯片技術，可以實現(xiàn)對食品和環(huán)境樣本的快速檢測和分析，提高檢測效率和準確性，從而更好地保護公眾健康和環(huán)境安全。此外，隨著技術的不斷進步和成本的降低，微流控芯片在環(huán)境與食品安全監(jiān)控方面的應用將更加普及。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（m.yhcgw.cn）發(fā)布的《中國微流控芯片行業(yè)運營現(xiàn)狀及投資戰(zhàn)略咨詢報告》。智研咨詢是中國領先產業(yè)咨詢機構，提供深度產業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。