数字微流控技术是一种通过电子控制流体微小液滴的技术，它允许在微型化的芯片实验室上进行精确的液体操作，如混合、分离、运输和反应。数字微流控技术的实验室芯片（Lab-on-a-Chip，LOC）为化学分析和生物检测等领域提供了高效的解决方案。在本文中，研究者们探讨了一种基于数字微流控技术的并行板芯片实验室，该芯片实验室整合了芯片上的电化学微传感器，并利用与集成电路兼容的制造工艺实现了一个完整的在线生物传感过程，能够对甲醇亚铁氰化物（FcM）和多巴胺（DA）进行完全自动化的分析。
该芯片实验室利用了电润湿效应（electrowetting）和介电体上的数字微流控（EWOD）原理。电润湿现象是指通过改变电极上的电压来调控液体与固体表面之间的接触角，进而控制液滴的移动。这一现象被广泛应用于数字微流控技术中，因为其能够以数字方式控制微小液滴的运动，即通过电极的开关来“移动”液滴。EWOD数字微流控设备通常具有平行板结构，这种结构便于制造和集成，而且具有很好的兼容性，能够与集成电路制造工艺相结合。
在文章中提到的芯片实验室集成了一个微流体模块和一个三电极系统的电化学微传感器。三电极系统通常由工作电极、参比电极和对电极组成，用于进行电化学检测。研究者们在芯片的底板上制造了微流体模块，并在顶板上集成了三电极系统及其图案化的地电极。这种设计使得芯片实验室具有创建、合并和运输微升级样品液滴的功能，能够进行在线生物传感，并实现液滴的循环再利用。
该系统对FcM的电化学检测表现出广泛的浓度范围内的高灵敏度，并且对DA的表面控制检测也显示出良好的稳定性和选择性。对于DA的校准曲线，在1.0到50.0μM的浓度范围内呈现出线性关系，具有高灵敏度2145nAμM−1c。这项研究不仅展示了在芯片实验室上集成电化学微传感器的可能性，还说明了其在自动化分析方面具有巨大潜力。
该芯片实验室的研究成果对于生物医学分析、疾病诊断和药物开发等领域具有重要意义。由于其高度的自动化和集成化，可以显著降低传统实验室中所需的样品量和试剂用量，缩短分析时间，并减小分析设备的尺寸。此外，由于整个分析过程是在芯片实验室中进行的，因此可以降低污染和误差风险，提高检测的灵敏度和精确度。
未来的研究可能会集中在提高芯片实验室的集成度和智能化水平，以及拓展其应用范围。例如，可以集成更多的传感器和执行器来构建更复杂的生物化学分析平台，还可以将无线通信模块集成到芯片中，从而实现远程监控和数据传输。
基于数字微流控技术的并行板芯片实验室为实验室自动化和微型化提供了一种创新的解决方案。这项研究不仅在技术层面上有所突破，也开辟了芯片实验室应用的新领域，对于推动微流控技术和实验室自动化的发展具有重要的意义。
