2025-10-28
浏览次数：33近日，Cell Press细胞出版社旗下期刊Device发表浙江师范大学工学院精密机械与智能结构研究团队的研究成果“Designing and Integrating Microfluidic Electrodes for Biosensing and Micromanipulation”。该成果联合英国卡迪夫大学的李津博士和厦门大学的侯旭教授共同完成，其中，沈毅刚博士为论文第一作者，工学院温建明教授为论文的第一通讯作者，浙江师范大学为第一完成单位、第一通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金的支持。
微流控系统能够精确测量、操控和控制微观尺度下的流体和颗粒，为生物、化学和医学研究提供新的工具和见解。电极作为微流控系统的关键组件，既能作为传感器检测目标物质，又能作为微执行器操控样品。功能性电极与微流体设备的集成扩展了微流控技术的应用范围，增强了解决复杂生化分析挑战的能力。本综述首先探讨微流控电极的构建方法，重点关注其制造和键合技术。文章将微流控电极分为检测电极和操控电极两大类，并分析他们得基本原理及代表性应用实例。
图1 集成电极微流控芯片：制造、传感和操控
微流体芯片使得微尺度流体和颗粒的控制与测量成为可能。通过集成不同的传感（如电化学、阻抗、电位测量）和操控（如电场、热场、磁场、机械振动）功能，微流体电极将通道转变为可编程的系统。这些集成电极芯片将加速即时检测诊断技术、器官芯片和疾病诊断的发展。在本综述详细阐述了传感电极和微操控电极的工作原理和应用。进一步，还提出了关于电极制造方法、柔性电极设计、固/液界面改进以及人工智能在设计优化和数据分析中应用的未来发展方向。
图2 传感电极微流控系统
图3 操控电极微流控系统
