- 文献综述（或调研报告）：
近年来，对于微流控芯片的研究取得了相当大的进展。当微流控芯片主要用于分析领域时，又被称之为“微全分析系统”，也称之为芯片实验室。这种微芯片主要是在硅、玻璃、塑料或高聚物等材料上采用MEMS技术制作各类元器件，如微阀、微泵、微通道、微加热器和微传感器等，从而使微升或纳升级的样品能够在芯片中实现混合、反应、扩增、分离、检测等系列分析的全过程，这样就可以在一个小芯片上实现整个分析实验室的功能[1]。当前，微流控芯片主要有微混合芯片、微分离芯片及微反应芯片三类。
在微流控芯片的制造以及相关研究中，一种名为PDMS（聚二甲基硅氧烷）的材料发挥了重要作用。然而，PDMS是一种非导电高分子聚合物，所以金属与PDMS之间的粘附力较弱，这也导致在制备微器件的过程中对金属结构的图案化具有一定的难度。因此，将导电结构集成到PDMS主体中就成为一个关键问题。
碳黑粉是一种常用的增强材料，它可用于增强材料的导电性、热导率和机械强度。根据Unger等人的描述，通过添加浓度高于10 wt % 的炭黑，PDMS可以变成导电材料[2]。研究人员测试了对加入炭黑后，复合材料的电导率。结果表明当高于一定浓度（即导电颗粒的阈值浓度）时，复合材料的电导率和导电颗粒的浓度呈现较为明显的正相关关系。因此，很多科学家开始研究将C-PDMS复合材料应用于电加热装置中。在另一篇文献中，几位研究人员对高导电碳纳米管（CNT）/低浓度聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料在高度可控的电加热元件中的应用展开了研究[3]。CNT/PDMS复合材料具有较好的导电性和较低的热容量，因此通过电加热可以容易且定量地将电能转换成热能。此外，CNT/PDMS复合材料在长期加热试验中表现出良好的热稳定性和可重复性，因此其在电加热单元中的应用具有广阔的前景。
Deman等人研究了C-PDMS电极在微流体系统中的电学应用。通过对C-PDMS复合材料的电学表征，他们指出在复合材料中，炭黑颗粒已经均匀地分散到了PDMS主体中，并且和PDMS分子紧密地结合在一起。同时，无论加直流电压还是交流电压，在较大的电压范围内，C-PDMS符合材料都表现除了较好的坚固性。既没有发生电极的损坏，也没有炭黑颗粒的逸出。因此，C-PDMS复合材料对于制作微流控芯片中的电极，尤其是生物学应用中的电极是一个良好的选择[4]。Mathieu Brun等人研究了C-PDMS电极在电化学检测中的应用，并且指出当炭黑颗粒的浓度为25wt % 时，C-PDMS电极的电导率最大，同时漏电流最小[5]。
目前，微流控芯片在生物和化学等领域的应用已经得到了较为广泛且深入的研究。黄世光等人研究了微流控芯片在核酸分析中的应用，提出了微流控芯片核酸恒温扩增分子诊断技术，大大地提高了临床病原菌检测的效率[6]。金孝伟等人研究了微流控芯片在生物传感器方面的应用，并发现与传统方法相比,微流控型生物传感器所需菌液少,可以有效地避免人为误差和外界条件干扰等,灵敏度更高[7]。
在微流控芯片中，一种研究较多的芯片名为PCR芯片。PCR是DNA聚合酶链式反应的简称，是对极少量的DNA进行选择性扩增的一种生化反应，在DNA检测中占据着非常重要的位置[8]。PCR芯片属于一种生物芯片，它在生物芯片中的作用类似于放大器在微电子集成电路中的作用，所以说它是生化反应中不可缺少的重要部分，在生物芯片的研究和发展中起着非常重要的作用[9]。由于DNA在扩增过程中需要经过三个步骤，且这三个步骤必须要在三个特定的温度下进行，因此对于PCR芯片的各个通道的温度都必须实现较为精确的控制[10]。
聂金泉等研究人员设计了一种具有可控温度梯度的多通道PCR微流控芯片。他们将微加热器和温度传感器集成到了硅衬底中，然后再在上面制作PCR芯片。为了同时实现几个温区温度的控制，加热芯片中包含了很多均匀电阻和渐变电阻。调节渐变电阻上所施加的电压，通过焦耳热效应，便可在微流控芯片上实现一个可控的温度梯度[11]。程抒一等人同样对微流控芯片的温度控制进行了试验，并且发现采用铝块对PCR芯片加热可使温度误差控制在0.3%[12]。
另一名研究者吴健，则设计了一个较为复杂的温度控制系统来对微流控芯片进行温度测量与控制。他为微流控芯片设计了非接触测温和接触式测温两种温度测量方法。其中非接触式测温方案采用TMP006红外温度传感器，编写I2C驱动程序，实验中它具有测量灵活简便的特点，但是测量稳定性差，易受到外界干扰。接触式测温方案中利用电阻进行初步设计，搭建了测量电路，可以实现功能要求，但是由于噪声干扰过大，需要进行优化设计。因此他又进行了低噪声的PCB布局布线设计与电路板制作，并发现电路的噪声抑制能力随着输出速率増加而降低[13]。
