2024年中国微流控芯片行业分类、发展历程、行业现状及趋势分析：微流控芯片技术跨学科融合，拓展应用范围与市场潜力[图]

内容概况：微流控芯片是近年来发展起来的一种全新微量分析技术，被评为本世纪最具有发展潜力的新兴检验技术之一。“微”是指实验仪器设备的微型化（尺寸为数十到数百微米）。“流”是指实验对象属于流体（体积为纳升到阿升）。“控”代表着在微型化设备上对流体的控制、操作和处理。它属于一种底层技术，交织着化学、流体物理、微电子、新材料等多门学科知识。它可以把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成到一块微米级尺度的芯片上，自动完成分析全过程，且可以多次使用。近年来，随着微机电系统（MEMS）、生物材料、光学检测等技术的突破，中国微流控芯片行业呈现出迅猛的发展态势。2023年，中国微流控芯片行业市场规模达2.69亿元，同比增长23.39%。

关键词：微流控芯片市场规模、微流控芯片行业现状、微流控芯片类别

一、行业概述

微流控芯片技术是把生物、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微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。这种技术以分析化学为基础，以微机电加工技术为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学为目前主要应用对象。微流控芯片利用微通道、微阀门、微泵等组件，实现对微流体的混合、分离、传输、操控和检测等功能，具有体积小、快速、高效、灵活、低成本等特点，广泛应用于生物医学、化学分析、环境监测、药物筛选等领域。微流控芯片按应用领域分类可以分为生物医学芯片、环境监测芯片和药物筛选芯片。

微流控芯片技术是一种在生物、化学、医学等领域具有巨大潜力的科学技术，它通过在微纳米尺度空间中操控流体，将实验室的基本功能集成到一个几平方厘米的芯片上。目前微流控芯片的优点在于集成小型化与自动化、高通量、检测试剂和样本消耗少、污染少、快速反应、可大量平行处理等。但与此同时，其缺点也包括核心技术缺乏规范和标准、相关人才严重不足、生产成本高昂、技术平台的难题、市场教育和接受度、规模化生产挑战和材料选择和兼容性问题等。

二、行业发展历程

中国微流控芯片行业发展主要经历了三个阶段。1990年至2000年的初始阶段，微流控芯片的概念最早可以追溯至1990年，瑞士的Manz和Widmer进行了电泳分离，开启了微流控芯片的发展道路。这一时期，微流控芯片被认为是化学分析平台，常与“微全分析系统”概念混用。

2000年至2006年的技术成熟阶段，学术界、产业界愈发清楚地意识到微流控芯片远超“微全分析系统”这一概念，是一种极其重要的平台，有发展为一种重大科学技术的潜在能力。比如，利用微流控芯片作为一种微发生器，可以在微流控芯片上开展组合化学反应用于分析诊断，或结合液滴技术，用于药物合成与筛选，或纳米粒子、微球、晶体等的高通量、大规模制备，形成一种“芯片上的化工厂或制药厂”。

2006年至今的商业化阶段，微流控技术广泛用于生物和化学领域的分析与检测，并在IVD（体外诊断）、细胞分选、器官芯片等领域实现了商业化。从半导体到高分子材料，从光刻到模塑，微流控材质、工艺技术探索逐步深入。以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为代表的有机高分子聚合物是目前微流控芯片制作的热门材料。在制作工艺方面，目前广泛应用于微流控芯片制作的工艺有光刻技术、蚀刻技术、模塑法、热压法、LIGA技术、激光烧蚀技术和软光刻法等。

三、行业产业链

微流控芯片行业产业链上游产业主要包括材料科学、精密制造、半导体等产业。其中材料科学产业包括PDMS（聚二甲基硅氧烷）、玻璃、硅以及有机高分子聚合物材料等各种高性能材料，精密制造产业光刻机、刻蚀机等高精度的设备以及加工技术。产业链中游为微流控芯片设计与制造商。产业链下游主要包括医疗、生物、环保、军事、食品安全等领域。

相关报告：智研咨询发布的《中国微流控芯片行业运营现状及投资战略咨询报告》

四、市场规模

微流控芯片是近年来发展起来的一种全新微量分析技术，被评为本世纪最具有发展潜力的新兴检验技术之一。“微”是指实验仪器设备的微型化（尺寸为数十到数百微米）。“流”是指实验对象属于流体（体积为纳升到阿升）。“控”代表着在微型化设备上对流体的控制、操作和处理。它属于一种底层技术，交织着化学、流体物理、微电子、新材料等多门学科知识。它可以把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成到一块微米级尺度的芯片上，自动完成分析全过程，且可以多次使用。近年来，随着微机电系统（MEMS）、生物材料、光学检测等技术的突破，中国微流控芯片行业呈现出迅猛的发展态势。2023年，中国微流控芯片行业市场规模达2.69亿元，同比增长23.39%。

微流控芯片有三个核心应用，包括微流控检测分析芯片、微流控反应筛选芯片和微流控细胞/器官芯片。其中微流控检测分析芯片是新一代即时诊断的主流技术，也是体外诊断（IVD）最重要的表现形式。微流控芯片所具有的多种单元技术在微小可控平台上灵活组合和规模集成的特点已使其成为现代即时诊断技术的首选。

以微流控芯片为平台，以分散的液滴单元作为微反应器，通过制备相对简单的微球，比如氧化物，可以打通芯片合成材料的技术路线。微流控技术能够精确控制微量流体的运动速度并进而控制物质传递和反应条件，因此在制备纳米颗粒及微米颗粒时，不仅可以灵活调节颗粒大小、组成、结构（单分散性、壳层厚度，以及其它内部结构）、形貌、分布以及其他物理化学性质，还可以通过微颗粒结构和构成微颗粒的各组分的灵活结合以赋予其更加多样化的功能，从而为新型微颗粒型功能材料的设计和研制提供新的思路和途径。这类方法试剂消耗量小（μl级），筛选速度快（1000倍），费用还低（100万分之一）。

微流控细胞/器官芯片是对哺乳动物细胞及其微环境进行操控最为重要技术平台，可望大规模替代小白鼠等模型动物，用于验证候选药物，开展药物毒理和药理作用研究，实现个体化治疗。药物研究的一个重要环节是临床前动物实验，临床前动物实验的弊端包括：化费极大，耗时极长，存在动物权、动物伦理等问题，最根本的是，动物到底不是人，因此结果往往不准。而器官芯片的发展提供了一种可能的替代途径。

五、行业发展趋势

1、跨学科融合与技术创新

微流控芯片技术将进一步与纳米技术、生物技术、材料科学等前沿领域深度融合，催生新型微流控材料、生物传感器及微反应器。这种跨学科的融合不仅能够推动微流控芯片技术的发展，还能在更广泛的应用场景中实现创新，如在生物医学、化学分析、环境监测等领域的应用。随着微流控技术与其他学科的深度结合，预计将出现更多具有突破性的技术和产品，进一步拓展微流控芯片的应用范围和市场规模。

2、临床诊断与个性化医疗的推进

微流控芯片在即时诊断、液体活检、精准用药指导等方面有望发挥更大作用，推动医疗服务从集中化向家庭化、个性化转变。随着精准医疗概念的普及和个性化医疗需求的增加，微流控芯片技术因其能够提供快速、精确的检测结果，将在临床诊断和治疗中扮演越来越重要的角色。此外，微流控芯片技术在药物筛选和个体化治疗中的潜力，也将促进个性化医疗的发展，为患者提供更加精准和个性化的治疗方案。

3、环境与食品安全监控的加强

微流控芯片技术可用于快速、灵敏检测环境污染物质、食品中病原体及有害残留，助力构建实时、高效的环境与食品安全监测体系。随着公众对环境和食品安全的日益关注，微流控芯片技术在这一领域的应用将越来越广泛。通过微流控芯片技术，可以实现对食品和环境样本的快速检测和分析，提高检测效率和准确性，从而更好地保护公众健康和环境安全。此外，随着技术的不断进步和成本的降低，微流控芯片在环境与食品安全监控方面的应用将更加普及。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《中国微流控芯片行业运营现状及投资战略咨询报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。